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Annalen der Physik 



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I 




1905. Xi 1. 



ANNALEN 

DER 

PHYSIK. 

BBOaÜMDrr und rOKTCBPtJMItT DOTCM 

V. k. C. flKKN, l. W. 6ILBERT, J. C. ?mhSimir, iifTnm fi. WltUKNAK.\. 

VIKRTK POL« F. 
BAND 16. MFT 1. 

DUr. CANZn RBIHB 331. BAMDM 1. KIPT. 

KCRATOKIUU: 

F. KOHLRAUSCH, M. PLANCK, G. QUINCKE, 
W. G. RÖNTGEN, E. WARBURG. 

UNTER MITWIRKUNG 
DKR DEUTSCHEN PHYSIKALISCHEN GFiiELIJiCHAFT 

UNU INSOKSONOKKB VOM 

M. PLANCK 

HBKAUSCROItaBlt VON 

PAUL DRUDE. 

MIT ZWEI TAFELN. 




LEIPZIG, 1906. 
VERLAG VON JOHANN' AMBROSIUS HARTH. 
ROSSPLATZ 17. 



Bettellmmyt» auf di0 „Annalen" irerdm von allen BmehhamdUtnfl«n, von den 
Pottämtrm und ton der Verlagtbuehhtutdlung angenommen. Preis f*f den im 
^HMMM^ 75 Hef/en f ^ H Bänden) emegegebenen Jahrgang 4h Ji. 



Inhalt 



Seite 

I F'erdinaud Brann. Dor Hertzsche Gitterverauch im Ge- 
biete der sichtbaren Strahlung. (Hierzu Taf. 1) l 

2. W. Einthoven. Ober eine neue Methode zur Dämpfuug 

oszillierender G)ilvanomt.eraus8chlMgo. (Hierzu Taf. II) . . 20 

8.'^ G. Schwalbe. Über die beim Henetren pulverfürniiger Körper, 
insbesondere von Sand, mit Wasser auftretende Wämietünung, 
sowie Unterauchangen über das Verhalten von Wasser unter 4" 
bei diesem Vorgange 32 

4. G. jÄger. Zur Theorie des Maxwell- Boltzmannsrheu 

Gesetzes 

Hobert Feustel. Über Kapillaritütekonstantcn und ihre Bo 
Stimmung nach der Methode des Maximaldruekcs kleiner Bhisen Gl 

0. Clemens Schaefer. Über das ultrarote Absorptionsspektrum 

der Kohlensäure in seiner Abhängigkeit vom Druck .... 98 

7. Clemens Schaefer. Über die selektiven Eigenschaften von 

Resonatoreugitteni 106 

ö. P. Drude. Rationelle Konstruktion von Teslatranaformatoren. 11»; 

0. H. Hausrath. Eine allgemein verwendbare Differentialmethod. 

zur Messung kleiner Widerstünde .134 

lü. ü. Zahn. Über die transvj'rsalen galvanumaf^iicu ci.eu und 

thermomagnetischen Effekte in verschiedenen Metallen . . . 14R 

11. EmilBose. Über die verallgemeinerte Auffa-nsung einer Formel 

der kinetischen Gastheorie i •'••') 

Vi. 0. Lehmann. Flüssige Misch- und Schichtkristiille . . UiO 

13. J. Bronn. Über den Zustand der metallischen Lösungen 16(; 

14. R. Gans u. R. H. Weber. Zur Frage: Was bleibt in einen» 
permanenten Magneten konstant? 172 

15. R. H. Weber. Experimentaluntersuchungen zur Frage: Whh 
bleibt in einem permanenten Magneten konrftautV IT8 

16. H. Hulshof. Erwiderung der Bemerkung von G. Bakker . if^S 



Manuskripte sind an den Herausgeber, Profewor Dr« P. Drude, 
lu senden. Seine Adresse ist Glessen, Nahrungsberg 8. 

Es wird gebeten, die Manuskripte druckfertig einzuliefern und in 
den Korrekturen den beim Druck für sie verwendeten Raum nicht zu 
überschreiten. 

Die Zeichnungen sind in möglichst 'sorgfältiger Ausführunc den 
Abhandlungen auf besonderen BIftttem beizulegen (nicht in das Manu- 
skript selbst einzuzeichnen). Da die Figuren fortan möglichst in den 
Text eingefügt werden sollen, ist die Stelle des Manuskriptes mcht t'owxn 
anzugeben, wo sie hingehören. 

Zitate sind am Rande oder unten auf den Seiten des ' 
(nicht in dem Text selbst) und zwar möglichst in der in den ,,i uUoUn n u n 
der Physik" üblichen Form mit Angabe des Namens und Vornamens, 
der Band-, Seiten- und Jahreszahl aufzuführen. 

Die Verlagsbuchhandlung liefert 100 SonderahdrHcke jeder Arboit 
kost*^'^" ' Falls ausnahmsweise mehr gewünscht werden, so nmü dies . 
bei 1. iiduug des ersten Korrekturbogens an die Druckerei auf dessen 
erster Seite bemerkt werden. Alle anderen, die Sonderabdrückc betreffen- 
den Mitteil' bittet man an die Verlagsbuchhandlung zu richten, 

Andci^v r Abdruck der für die Annalen bestimmten Abhand- 
lungen oder t .'ung derselben innerhalb der gesetzlichen Schutzfrist 
ist nur mit Genehmigung der Redaktion und Verlag8buchhan«llnng gestattet 



II 



ANNALEN DER PHYSIK 

VISBTS VOJjQM* 

BANB 16. 



ANNALEN 

rmn 

PHYSIK. 

HKORÜNDKT UND {FORTQKKfjH BT DURCH 

r. A. OUK, L «. OlIttT, i. <L fMMUiMlf » fi. 0» I. mUKlAUi. 

VIBBTB FOIiQB. 

BAND 16. 

PKR QAKZBIi XSIHB 331. BAVO. 

KURATORIUM: 

F. KOHl-RAUSGH, M. PLANCH, G. QUINCKE, 
W. C. RÖNTG£N, K. WARBURG. 

UM1BB MITWIUUNO 
DBB DBUTSOHBN PHTSIKALISOHBil OBSEIiLBGHAFV 

VSD 1NSBK.SOXDKRK VO» 

M. PXiAIÜOK 

MKRACWMKBBM VO» 

PAÜL DBUDE. 

HIT EINEM FQBIBiT UND SECHS KKHJBBMTAVKLII. 




TBBUO YON JOHANN AMBB06IUS BARTH. 



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Inhalt. 

Vierte Folge. Band 16. 
BratM Httft. 



1. Ferdinand Braun. Der Hertzsche Gitterversach im Ge- 
biete der sichtbaren Strahlung. (Hierzu Taf. I) 1 

2. W. EinthoTen. Ober eine neue Methode mr Dimpfang 
MBOlierender OalyanometaKanMeUiga (Hiefsn Tif. II) . . 20 

B. G. Schwalbe. Ober die beim Benetsen pul verf5rmiger Körper, 
insbeßondere von Sand, mit Wasser auftretende Wärmetönung, 
sowie Untersuchungen über das Verhalten von Wasser unter 4* 
bei diesem Voigange 32 

4» G. Jäger. Zur Theorie des MaxwelhBoltzmannschen 
Geeetaee 46 

6. Robert Fenstel. Ober Kapillaritätskonstanten und ihre Be- 
stimmung nach der Methode des Mazimaldruckes kleiner Blasen 61 

6. ClemensSchaefer. Über das ultrarote Absorptionsqielctram 

der Kohlensäure in seiner Abhängigkeit vom Druck .... 98 

7. Clemens Schaefer. Über die selektiven Eigenschaften von 
Beeonatorengittem 106 

8. P. Drude. BntioaeUe KonetmktioD von Teelatnuurfoinuitoxen. 116 

9. H. Hausrath. Eine allgemein verwindbnre DiffiBcentialoMlliode 

zur Messung kleiner Widerstände 184 

10. H. Zahn Über die transversalen galvanomagnetischen and 
thermomagnetiHchcn Effekte in verschiedenen Metallen . . . 148 

11. EmilBose. Ü ber die verallgemeinerte Auffassung einer Eormel 

der kinetiiehen GaiHieorie 155 

IS. 0. Lebmnnn. FlUaBige Ißach- nnd SehiebtkristnQe ... 160 
18. J. Bronn. Über den Zostand der metallischen Lösangen . 166 

14. Bi Gnne n. R. H. Weber. Zur Frage: Wm bleibt in einem 
permanenten Magneten konstant? 172 

15. R. H. Weber. Experimentaluntersuchungen zur Frage: Was 
bleibt in einem permanenten Magneten konstant? 178 

16. H. HaUhol ^rwiderang der Bemerirang von G. Bakker . 188 

Au$g«g€bm am 26. Januar 1906* 



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VI Inhalt 

Zweites HefL 

Mt« 

1. üermann Scholl. PhotoelektriBche Eracheinangep am feuchten 
Jodailber. I. Teil 198 

2. Ferdinand Braun. Über metallische GitterpolariBation, ins- 
beaondere ihre Anwendung zur Deutung mikroakopiacher 
Präparate. (Hierzu Taf. III— V.) 288 

8. FerdinandBraun. Einige Beobachtungen, die sich auf kiinst « 

liehe Doppelbrechung beziehen 278 

4. Eduard Riecke. Untersuchungen über Entladungaerschei- 
pungen in Geisel ersehen Röhren 282 

5. FelixKaempf. GrCße und Ursache der Doppelbrechung in 
Kundtschen Spiegeln und Erzeugung von Doppelbrechung in 
Matal Ispiegeln durch Zug 308 

6. Heinrich Wommelsdorf. Vereinfachtes Verfahren zur Her - 
stellung vielpoliger Kondensatormaachlnep , eine Methode zur 
Berechnung derselben, sowie eine Hochfrequenzkondensator- 
maachine 334 

7. Gustaf W. Elm6n. über elektrische Doppelbrechung in 
SchwefelkohlenstoflF bei niedrigem Potential 350 

8. A. S. King. Über Emiaaionaapektra von Metallen im elektrischen 
Qfßö 360 

9. C. Christiansen. Über den Zuaauamenhang zwischen Ober - 
flächenspannung und PotentialdiffGrenz 382 

10. G. Schmaltz. Über den Einfluß der Magnetisierung auf die 
thermische Leitfähigkeit des Nickels 398 

11. F. Biske. Quarzkeilkolorimeter 406 

12. .Meyer Wildermann. Über die wahren und scheinbaren 
Gefriertemperatnren und die Gefriermethoden. (Antwort an 
Hrn. Hauarath.) 410 

18. F. Braun. Einrichtung, um im Vakuum Entfernungen ändern 

zu können 416 

Auagegeben am 24. Februar 1905. 
Dritte« Heft. 

1. Hermann Scholl. Photoelektrische Erscheinungen am feuchten 
■lodgilher. II. Teil 417 

2. Albert Frank. Versuche zur lErmittelung dea Luftwider - 
standes, deaaen Abhängigkeit vqu der Geachwindigkeit und 

der Geatalt der Körper 464 

8. J. Stark. Über zwei Linienapektra dea Queckailbers . . . 490 

4. R. Gans. Zur Elektrodynamik in bewegten Medien .... 516 

5. E. Gumlich. Versuche mit Heasle rächen Mangan— Alu - 
minium— Kupfer- Legierungen. (Hierzu Taf. VI, Figg. 1 — 7.) . 535 

6. Rudolf Laemmel. Notizen über die Atom wärme fester 
Elemente 551 



AML 



TO 



7. K. Ton Wetendonk. Z«r ThenMdynmnuk 668 

8u £. HaentsaeheL Ober die Befeehnmig der Konatatan « 

vad 6 der tau der Wealaaehen GHaieliiiqg «u den killiaoheii 

Werten 566 

9. Karl Klfipfel, Untersuchnng des ÜbergangM elektriadier 
Strome zwischen Flüssigkeiten und Gasen 574 

10. Alfred Lotze. Uutersachuog von Breithaapt und 
Solia im Jahre 1M8 gebanfeen Kaflnitoaietera 584 

11. Friia HaaenOhrl. Zar Tbeotie der StraUng in beweglMi 
KUfpe». Betiobtigimg 588 

Äusgegebm mm 14. M»% 2908. 
▼lertee HMk. 

1. C. Dieterici. Über die Fiüssigkeitswärme des Wassers und 
das mechaniBche Winneftquivalent 598 

8. D. A. Oeldbaanmer. Die FarbeoeaiiifindUcbkeit dea Angea 
und die photometriadhe HelUgkdt der lenehtenden Ettiper . . 681 

8. IT. Bekn. Über das Yerb&Itnis der mittleren (Bnnaenabiiea) 

Kalorie zur 15"-Kalorie (^o— loo/^'ie) • 858 

4. W. Merck ens. Über strahlenartige Einwirkungen auf die 
pfaotographiache Bromsilbergelatine 667 

6w B, Hermann. Messung der Wellenlängen roter Linien in 
eNgen Bogeoapektren 684 

6. H. Greinacher. Über die Uraadie des Voltaefiektes ... 708 

7. K. P r 7 1 s. Mikroskopische Bestianumig der Lage einer qiiagelnp 

den Fliehe. Optischer Kontakt 786 

8» W. Seitz. Die Wirkung eines unendlich langen Metallxy linders 
auf Uertzsche Wellen 746 

8. A. Winkelmann. Zn der Abhandhmg des Hm. tt. N. 8t 
Sehmidt! „Über den EinfloB der Tampeiater ond dea Drodtea 
auf die Abaarptian vnd DUMen dea Waaaeratolb doreb 
Palladium** 778 

lOu Ernst Dorn. HdimBr6bien ala Indikatoren itlr elektfaebe 

Wellen 784 

11. Gottlieb Kuöera. Eine Bemerkung zur Arbeit des Hrn. 
K Fenatel: „Über K^illaiftltikoHlBiitaB ete.** 789 

18. O. Sebmalta. Beriehtiframr 788 



Äuagegeöm am II. April 1906. 

Filnftea Heft. 

Portrfit von Ernst Abb 6. 
1. Carl Fritsoh. Das Bogenspektrum des Mangans 793 



8. Tietor Henaen. Über die Ümwaadelung periodiaeiiar 

^tbffirfnugwr in a kna t iae h wiriuanie Bewegungen . • • • . 888 



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ym 



InkalL 



B, Wftlter Frleke. Ober BreohiiiigMzponeitten ahmMnmiidm 

Flüssigkeitall im ultravioletten Spektrum 
i. J. Precht und C. Otsuki» 

bei Wasserstoffsuperoxyd 890 

5. C. Dieterici. Die Energieisothenuen des Wassers bei hoben 
Temperataren 907 

6. J« B. Lilieafeld. Über eiM allgemeine und bervofnigend 
empfindliche Ifetfiede rar spektralen qualHativen Elementar^ 
analyse von Gasgemischen 981 

7. Victor Biernacki. Ober dnreh galvanieelie ZentiUlbiiiig her- 
gestellte Eiseuspiegel 948 

8. Josef Petri. Einige neue Erscheinungen, welche durch Radium- 
bromid auf der photographi^chen Platte veranlaßt werden . . 951 

9. Max Reiagannm. Bemerkung zur Elektrooptik der UeteUe 968 

Äuagogebm am 16. Mai 1906. 



NaehweiB za den FlgnraitafeliL 



Tafel I. Braun, Figg. 1—3. 
„ U. Einthoven, Figg. 1 — 8. 
„ III— V. Braun, Figg. 1—2, 7-10, 12- U, 17. 
M VL Onmliehy Ffgg. 1—1. 



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Von dem in diesem Hefte enthaltenen 

„PortrSt Ton Professor Abbe^ 

habe ich Abztige auf Papier mit breitem Rande £iim £in> 
rahmen (Format 29 x 48 cm) herstellen lassen. 

Preis Mk. L50. 

In dem gleichen Formate erschienen froher: 

.]. J. Berzelius, Heliofrravüre; C. A. Bjerknos, Helio- 
gravüre; L. Boltzmanu, Heliogravüre; John Dalton. 
Stahlstich; M. Faraday, Heliogravüre; Q. L. (iilbert, 
Kupferstich; H. von Helmholtz, Heliogravüre; H. Hertz, 
Heliogravüre; W. Hittorf, Heliogravüre; G. R. Kirch- 
hoff, Stahlstich; Arthur König, Autotypie; Justus 
TOn Liebig, Heliogravüre; Herrn anD Mohr, Helio- 
gravüre^ W. N e u m a 11 n , HeliograYttre ; G. S. 0 h m , Helio- 
gravüre; G. Quincke, Heliogravüre; Chr. Fr. Schön- 
bein, Heliogravüre; Stifter der Physik. Gesellschaft 
zu Berlin» Heliogravüre; G. G. Stokes, Stahlstich; 
G. Wiedemann, HeliograTÜre. 

Hochachtungsvoll 

Johann Ambrosius Barth, 
Leipzig, Rofiplatz 17. 



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1906. Ml. 

ANNALEN DER PHYSIK 

VIERTE FOLGE. BAND 16. 



1. I>er Hertz sehe Gitter versuch 
im Gebiete der sichtbaren Strahlung; 
van Ferdinand Braun» 

(Htanm Tif. 1^ Uff. 1— i.) 

{Am den Sitmogitberichten der kgl. Akademie der Wilientehtften lo 

Berlin Yom 81. Januar 1904.) 



1. Seitdem Hertz im Jahre 1888 gezeigt hat, das elek- 
trisclie Sehvvingungpn, welche aus Luft auf Gitter aus Metall- 
dr'ähten senkrecht auffallen, in zwei Komponenten zerlegt werden, 
von welchen die den Drähten parallele Schwingung reflektiert, 
die dazu senkrechte dagegen nahezu ungeschwächt durch- 
gelassen wird, lag es nahe, diese im Gebiet der Optik qd- 
bekaonte Erscheinung auch dort aufzusuchen, tun damit einen 
Beweis für die Identität der sichtbaren Schwingungen mit elek- 
trischen zu erbringen. Die Schwierigkeit lag in der Kleinheit 
der optischen Wellen. Rubens vermied diese, da es ihm gelang, 
mittels seiner eleganten Methode ans der Strahlung leuchtender 
KSrper „Reststrahien** abzusondern, welche die mittleren 
optischen Wellen um das 40 fache an L&nge abertreffen. Für 
diese (Wellenlftoge oa. 0,024 mm) führte er ia Gemeinschaft^ 
mit Nichols^ den Nachweis, daß sie an auf Glas hergestellten 
Sflbergittem Ton 0,005 mm Stabbreite und ebensolchen Zwischen- 
ritaimen wie Hertzsche Wellen reflektiert werden, daß sich 



1) Ifit Eritalmii dar Berliner Akademie Ism ieh dleaen Aaftats 
weaentlkih miTecindert abdroeken. Ieh fllge denselben nur einige Er^ 
gflumgen hfaun, weiche ieh durch die Fenn tod Annerkoagen kennt- 
lieh naehe. 

8) H. Rubens u. E. F. Nichols, Wied. Ann. 60. p. 418 und ins- 
beeondere p. 456. 1897. Diese Arbeit hatte ich in meiner ersten Mit- 
tailoi^ leider fibeneben and aof dieselbe eret in einem Zosets (Sitiungsber. 
d. k. Akad. d. WImomIi. sn Berlin, April 1904) hingewieien. 
AntfsaeirP^A. IV. Polfs. 16. 1 



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2 



also diese Wärmestrahlen Metallgittern gogeaäber wie elektro- 
magnetische Wellen verhalten.^) 

Im Gebiete der sichtbaren Idchtstrahleu fehlte bis jetzt 
ein direkter entsprechender Beweis. Die vor den obigen ge- 
legenen Versnche Ton U. du Bois*] und du Bois und Rubens*) 
können als ein solcher nicht betrachtet werden. Denn diese 
liessangen waren gemacht an Gittern, welche aus Drähten Ton 
0|025 mm Dicke hergestellt waren und ebenso breite Zwisdien* 
r&ome hatten; jeder Zwisohenranm und jeder Stab umfaßte 
daher etwa 40 Wellenlftngen sichtbaren und immerhin noch vier 
Wellenlängen der grOBten damals von ihnen benutzten Wellen- 
(A K 0,006 mm).^ Wenn auch zu erwarten isty daS eine exakt 
durchgeflihrte Theorie durch die genannten Versuche würde 
bestfttigt werden, so fehlt dieser Vergleich doch noch zurzeit. 

N&her an <Üe optische Erscheinung kam Hr. Am brenn*) 
(in wesentlicher Wiederholung eines Fizeau sehen Versuches) 
durch mikroskopische Beobachtungen eines sehr feinen Spaltes, 
den er auf höchstens 0,0001 mm Breite schätzt, in einer Silber- 
schicht, wo er Polarisationserscheinungen fand, welche den 
elektrischen Beobachtungen von Hrn. Waitz*^) entsprechen 
würden. Breitere Spalten verhielten sich umgekehrt. 

2. Im Jahre löbtj liat Kundt'j das Fdlgende mitgeteilt. 
Kundt hatte sich auf Glasplatten, welche horizontal im Ab- 



1) Vgl. dazu die fast gleichzeitig mit meiner obigeu Publikation 
erachieDeae Arbeit von U. du Bois und U. Eubeus (Verbaudi. d. 
DeolMb. Phjiik. QeieUaeh. 22. Jaoiur 1904^ hi weldier ein Plitliigitter 
YOD 0y025 min dieken Drihten mit Welleiilingeii Tcn 0,025 mm und 
0)051 mm untensucht int. 

2) H. du Bois, Wied. Ann. 46. p. 542. 1892; 48. p. 546. 1898. 

3) H. du Bois u. H. Rubens, Wied. Ann. 49. p. 593. 1883. Be- 
sttgUch weiterer Literatur verweise icli auf diese Arbeiten. 

4) kuuu uicht verwundern, daü damit keine einfachen Resultate 
«ntelt werden y wann mui bedeolcli daB tich da aolehM Gitter gegen 
Liehtwdlen Terlitltea wird, wie rieh gegm Hertssdie Wellen von einem 
halben Meter LInge eine Anordnung verfallt, die aus Metallelnlen vcm 
20 m Durchmesser besteht, die in 20 m Abstand voneinander angeordnet 
Bind. Für die f^röHte Wellenlänge würden die Durchmesser und Ab- 
stände der SäulL'u immerhin noc-li 2 in sein. 

5) U. Ambroun, Wied. Ann. 48. p. 717. lödä. 

6) K. Waiti, Wied. Ann. 63. p. 284. 1807; 06. p. 800. 1898. 

7) A Kundt, Wied. Ana. 87. p. 59. 1886. 



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Dtr BerixMeh^ ffitUrvermeh eie. 



S 



stand Yon wenigen Millimetern unter einem dünnen vertikalen 
Metalidraht lagen, der im laftver dünnten Räume als Kathode 
diente, darch dessen Zerst&abang dünne Metallspiegel her- 
gestellty welche im allgeweinen die G^talt eines aoBerordentlidi 
flachen Kegels besaßen. Qntersachte er eine solche Metall- 
schiebt in nabeza parallelem Lichte zwischen swei gekreuzten 
Nicola, so &nd er, daß die Metallplatte das Gesichtsfeld er* 
hellte; er beobachtete aber gleichzeitig ein dnnkles Krens, 
dessen Arme den Polarisationsebenen parallel lagen; die Dnrch- 
kreaznngssteUe lag immer genau an der Spitze dar konischen 
Metallschicht, also in dem Punkte, ttber welchem sich die 
Kathode (bei der Herstellung des Spiegels) befunden hatte. Knn dt 
dentete die Ersch^nangen als die Folge einer Orientierung der ab- 
geschleuderten Teilchen und bezeichnete sie als Doppelbrechung, 
wenn er auch die Schwierigkeit, wie eine solche in sonst iso- 
tropen Metallen entstehen sollte, klar erkannte und aussprach. 

3. Eine ungezwungene Erklärung für die Kund t sehe 
Beobachtung würde sich ergeben, wenn man annehmen dürfte, 
daß die radial orientierten Metallteilchen, obschon sie nach 
Kundts Versuchen unter dem Mikroskop wie eine homogene 
Schicht erscheinen, sich dennoch wie Hertz sehe Gitter verhalten. 

Nach dieser Auffassung müßte man erwarten, daß die 
parallel den Polarisatorscbwingungen ^) gelegenen Metallstäbchen 
das Licht reflektierten, und der entscheidende Versuch würde 
in dem Nachweis gelegen sein, daß, auch ohne Gegenwart 
eines Analysators, sich ein dunkler Streifen, parallel zur 
Schwingungsrichtung, vorfände, welcher s. B. den Drehangen 
des Polarisators folgen müßte. 

4. Wie einem Beobachter von der Umsicht, welche Kundt 
Auszeichnete^ eine derartige Erscheinung sollte entgangen sein, 
schien mir zwar schwer verstAndlich. Aber andererseits er- 
klärt die snpponierte Auffassung, daß Kundt keine der Kalk- 
spatfigur entsprechenden Ringe beschreibt; und endlich schien 
eine Beobachtung von Hm. Dessau") meine Annahme zu unter» 

1) Ich rede im folgeDdcn der Einfachheit der Darstellung wegen 
meist von den Schwingungen des Lichtes und verstehe darunter den 
Freanelsehen Vektor, welcher senkrecht zur Polarisatiousebeuc lit^gt und 
mit dem elektrischen Vektor der elektromagnetischen Theorie kuiuzidiurL 

1) B. D«tsaa, Wied. Ann. 2^ p.Sft8, inabetonder« p. 878. tSSS/ 

1» 



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« 



4 F. Braum, 

stützen. Dieser beobachtete^ daß bei einer geringen Drehung 
des Analysators aus der gekreuzten Stellung heraus das dunkle 
Kreuz sich ,,in zwei Hyperbelarme'' auflöste. 

5. Als ich die in der hiesigen Sammlung noch TorbandeneD^ 
Ton Kundt und Hrn. Dessau hergestellten Präparate einer 
Prttfirag nnterwarf, wurde mir das negatiTe BesuHat Ton 
Knndt erkUrlich. Die Helligkeit des ron ihm benntsten 
Sonneoliohtes wird nämlich hei parallel gestallten Nicols oder 
Weglassen des Analysators im allgemeinen so unerträglich, 
daß man nur an ein Arheiten mit objektiv entworfenem Bilde 
denken kann und daher schon besonders naeh einer derartigen 
£rscheinnng suchen mu0. 

£äne Durchmusterung in dieser Art der mehr als zwanzig 
Yorhandenen Präparate lieferte aber auch kein positiTes Resultat 
Dieser negative Befund wurde aber erklärlich durch die Tatsache, 
daß ich auch nicht imstande war, die Kundtsche Erscheinung 
an denselben mit irgendwelcher Sicherheit nachzuweisen.^) 

Aucii durch die Herstellung neuer Prapar;ite kam ich dem 
Ziele nicht näher ich überzeugte mich nur. daß die Technik 
nicht ganz einfach ist und Erfahrung zu verlangen scheint. 
Nachdem auch Zerstäubung von galvanisch im Vakuum glühend 
gemachten Palladiumdrähten sowie eine große Anzahl nach 
dieser Art im hiesigen Institut von Hrn. Ae( kerlein her- 
gestellter Palladiumspiegel kein besseres Kesultat ergeben 
hatten, habe ich versucht, ob nicht Metallbeschläge, wie man 
J?i© dadurch « rliält, duB man eine kräftige Flasclienentladung 
durch einen duauen Metaiidraht schickt» geeigoeteres Material 
sein könne. 

1) Schoo hei einer mehrere Jahre frfiher Torgenommenen Durch« 
prOfung zeigte eich nur noch an r.wvi Exenpltre» und aneh da nur an 
eiaigen Stellen die Knndfpche F.rsch»'inung. 

2) Xeut'rdings hat Hr. F. Kiiinpf (Sitzungsher. <i. k. yiü hs. Akad. 
vom 29. Februar 1904) Doppelbrechung in Rund tscheu Kathodcnzcr- 
Btäubungen direkt kompensiert und durch mccUaniechen Zag nachgeahmt 
Ei bestätigen sieh die von Hm. Deaeav gemachten Beohacbtnngen nnd 
deren Dentnng ala Doppelbreebong (von denen ich fraher annahm, sie 
aeien in anderer Weise ra eridiren). Danach ist meine Deutung der 
Kundtschen Beobaibtuntren , von der ich mich im Gang der Versuche 
leiten Heß, hinfällig geworden. Für (if\ß Resnlfat meiner Arbeit ist das 
ohne Belang. Ich reproduziere sie im ursprünglichen Wortlaut gerade« 
nm frohere Angaben klar su stellen. 



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IUt Serüstekit Oitiervernteh eie. 



5 



in der Tat glaubte ich bei einem sicher über 5U Jahre 
alten derartigen Goldpräparate Spuren der gesuchten Er« 
scheinoog zu finden, während mir dies an einer ähnlichen 
Süberzerstäubung nicht gelingen wollte. 

d. Dieee Zerstftnbnngon lassen sich sehr leicht herstellen. 
Man spannt einen dünnftn Metalldraht tlber eine Glasplatte 
(die selber meist wieder auf einer dickeren Glasplatte auflag), 
kittet am besten die Ebden mit etwas anfgetropftem Siegellack 
fest und belastet zwei Stellen des Drahtes mit an ihrer Unter- 
flftcfae ebenen Gewichten, die als Elektroden dienen. Idi habe 
gewOhnlieh Metslldrfthte von einigen Zentimetern Länge ge- 
wählt^ aber anch Silberdrähte Ton über ein Drittel Meter Länge 
glatt serstänben können. Die Dicke des Metalldrahtes spidt 
eine wesentliche Bolle; 0,1 mm ist schon nicht mehr gänstig, 
0,06 mm nnd 0,04 mm pHegen gute Dimensionen zn sein. 

Durch diese Drähte habe idi Entladangen Ton 7, 9 und 
20 parallel geschalteten Flaschen, die anf eine Schlag weite 
Ton 6—10 mm mit einer Influenzmaschine geladen waren« hin- 
durchgehen lassen. Die Kapazitäten entsprachen etwa 20000, 
27000 und 40000 cm. Ich habe immer nur einen Eotladungs- 
schlag benutzt. 

Sobald die Funkenstrecke durchschlagen wird, erscheint 
eiu helles Licht über dem ganzen Draht. Ich vermuLe, daß 
zuerst eine Stelle des Drahtes durchbrochen wird und ein 
Gleitfunke von da aus den Draht bis an die Elektroden zer- 
stäubt. Aber auch unterhalb der Elektroden findet sich der- 
selbe häufig verändert, wenn ich mich nicht täusche, sogar 
unter Umständen jenseits derselben. Diese Erscheinungen 
müssen aber für sich weiter verfolgt werden.^) 

1) hat sich dabei geseigt, daß der Strom auch den anderen 
Drthtteil durchflooBen hatte. Man beobachtet die ZerstftubuDg des schein- 
bar tltnmfn&ea DnhtetQckeB 
4>ften^ warn maa i. B. anf «tue A 
OlMplatte einen Dnht auf 
legt, denselben aber auch auf 
der Unteraeite teilweise zu- 
rückführt und nur dem oberen 
durch aufgesetzte Mcta.llstUcke Fig. i. 

die Eoäadiuig saRtturt Uao 

iadeie diese Anofdaeag in Iblgsnder Woiie. Maa 1^ swel CHasplattea 




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6 



F, Braun, 



Bedeckt man den Draht mit einer sweiten, einfacb darauf 

gelegten Glasplatte, so kann man feine Zerstftnbungen bis zu 
mehreren Zentimetern Abstand von der Drahtachse erhalten. 

7. Die optische Untersuchiinfj geschah mittels eines (Seibert- 
schen) Mikroskopes, wie es für mineralogische Zwecke ge- 
bräuchlich ist.^) Unterhalb des Objekttisches befindet sich der 
feststehende Polarisator, welcher ein scliwach konvergentes 
Licht auf die Platte wirft. Der Objekttisch kann genau zen- 
triert werden und ist dann gut zentrisch drehbar. Zwischen 
Objektiv und Kollimatorlinse kann ein Nu ol (gegen den Polari- 
sator gekreuzt) von außen eingeschoben werden. Bei meinem 
Instrument war durch das Eiuscbicljen die«ies Analysatornicols 
keine störende Verschiebung des Bildes gegen das Fadenkreuz 
des Okulars bemerkbar. 

Eine einwandfreie Untersuchung kann nur geschehen in 
der zentrierten Partie des Objektes. Das Gesichtsfeld muß 
gleichmäßig hell sein; für die meisten Zwecke ist am besten 
diffuses Tageslicht, als Ersatz dafür kann auch das von einem 
weißen Papierschirme zurückgeworfene Licht eines Auerbrenners 
dienen. Ich finde aber, daß es für feinere Nuancierungen nicht 
ausreicht. Bei Benutzung künstlichen Lichtes hat man dafür 
zu sorgen, daß der Mikroskopspiegel von keinem direkten Licht 
getroffen wird (man schiebe ein mattes Glas davor); ebenso 
mnß in allen FUlen der ganze obere Teil des Objekttisches 
und das Auge (durch einen schwarzen, gebogenen Papp^chinn) 
vor Beleuchtung geschlitzt sein. 

Die fiut ausschließlich verwendete Vergrößerung war 
28fach (linear). 

8. Ein zerst&ubter Draht zeigt dann etwa folgendes Bild^: 

aofeinander, sdiiebe swisehen dt«aelben ein die Olasplfttten Abemgendee 
fitOek Karton (den Querschnitt der AnorduuDg deutet Fig. 1 an) und 
leite den Klektroden A und B die Entladung zu. Ist dann auch der 
untere Draht zerstäubt, so zeigt sieb, daß in der Nühe von B dor Karion 
durehlöehcrt ht, d. Ii. der Eutladungsstroui iiat »ich von B auä mittels 
eines „Üleitfunkeus" vt-r^weigt 

1) Die leihweise Überlattung dieses Inetramentes, ebenso wie der 
ingebdrigen pbotographiachen Apparate verdanke ich d<m Herren Kollegen 
Bttcking und Hruhns. Die eraten Pbotognipbien war Hr. Dr. 6<Sllner 
so freundlich für mieh anzufertigen. 

2) Eine Abbildung gibt M. Töpler, Wied. Ann. <tö. p. 874. 189S. 



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Der Hertzsche Üitterversuch etc, 



7 



In der Achse, wo er auflag, einen hellen Strich; das Glas 
scheint dort Veränderungen erlitten zu haben; rechts und links 
davon ein schmales MetuUband; von diesem gehen, senkrecht 
zum Draht, leine, aber noch durchsichtige, sich allmählich 
verjüngende Metallstreifen (also in der Form sehr spitzer gleich- 
schenkliger Dreiecke) aus; endlich darüber hinaus sehr dünne 
breite Metallstaubbeschläge. 

Die zentrale Partie (in welcher sich z. B. bei Silber Flecken 
von wunderschöner Färbung betinden) lasse ich außer Betracht. 
Es handelt sich vorzugsweise um diejenigen Stellen, wo die dich- 
teren, in diiVusem Licht noch ziemlich dunklen Streifen in den 
feinen, kaum merklich absorbierenden Metallbeschlag auslaufen. 

Als ich diese Stellen bei einem zerstäubten Silberdraht 
(0,07 mm Durchmesser) absuchte, indem ich die Streifen ab- 
wechselnd parallel und senkrecht zur Schwingungsrichtung des 
Polarisators drehte, gelang es mir, Partien aufzufinden^ welche 
dunkler waren für ParallelsteliuDg heller, wenn sie um 90** 
gedreht waren. Am besten war es bei offen zerstäubten 
Drähten. Aber auch bedeckt zerstäubte zeigten die Erschei- 
oniig« Bei letzteren glaubte ich auch noch in Partien, welche 
etwa 2 cm von der Drahtachse entfernt waren, einen Unter- 
schied in Verhalten der Streifangen je nach ihrer Otientie> 
mng erkennen zu können. Sie macht eich hier geltend als 
mehr oder weniger starke Differenzierung gegen die Umgehung. 
Dentlicher wurde die Erscheinang, wenn zwei soloher Partien 
mit Ihren MetalUftden, die Streifenrichtung gekreuzt, aufeinander 
gelegt wurden. Dann waren immer die jeweils den Polari- 
satorsohwingungen parallelen deutlicher. 

9. Man wird natürlich, solange man die Struktur der 
Streifen, die man erzeugen will, nicht nach Willkür in der 
Hand hat, auch nur auf ein tastendes Absuchen nach günstigen 
Partien angewiesen sein. Denn während einerseits nach den 
Anschauungen, von denen wir ausgehen, eine Orientierung 
nach einer Richtung hin gefordert wird, muß man anderer- 
seits verlangen, daß ]die feinen mikroskopisch voraussichtlich 
nicht mehr auflösbaren Metallstreifchen durch ganz oder nahezu 
metallireie Streifen getrennt sind. Die Methoden von Sieden- 

1) Dies soll immer hsifien: die Striehe psnülel m den aoffeUendeii 
LiebtiehwiDgiuigen. 



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8 



I. Braun, 



top f und Zsigmondy^) werden, wenigstens in ge wiaaen Partiflii, 

mit Vorteil herangezogen werden. 

Die Auffindung passender Stellen wird nun sehr erleich- 
tert, wenn man den Analysatornicol einschiebt. Dreht man das 
Präparat so, daß die Streifenrichtung 45" mit den gekreuzten 
Polarisationsebenen bildet, so findet man eine Anzahl Büschel 
(vgl. Taf. I, Fig. 3), welche hell auf dunklem Grund erscheinen 
und bei Drehung um +45® Tersch winden, d. h. die Kundt- 
sche Erscheinung zeigen. Wenn unter diesen eine gut aus- 
gesprochene, nicht zu kleine Stelle ausgesucht, auf den Schnitt- 
pimkt des Fadenkreuzes geschoben und dann nur im Lichte 
des Polarisators beobachtet wurde, so zeigte diese Stelle immer 
— diffuses Tageslicht vorausgesetzt — schwach, aber unver- 
kennbar (wie ich durch andere Beobachter kontrollieren ließ) 
sich dunkler in Parallelstellung als senkrecht dazu. 

10. Verschiedene Variationen des Versuches führten nicht 
wesentlich weiter als zu der sicheren Überzeugung der Kiohtig- 
keit der Beobachtung, es fehlte aber noch die Prägnanz d^ 
ErschemiiDg. Auch Drähte Ton Gold (0,1 und 0,06 mm) gaben 
kein wesentlich besseres Resultat* 

Erst als ich in Besitz dünner Platindrfthte von 0,04 nun 
Dorchmesser gekommen war, konnte ich die Erscheinnng ao 
staik erhalten, daß jeder Zweifel beseitigt war. Nach meinen 
Erfahrungen gelingt der Verinoh mit ihnen sicher. Ich fimd 
am günstigsten bei den erwähnten 20 Flaschen eine FUnken- 
strecke von 6 — 8 mm Länge, den Draht glatt anf die Glas- 
platte ausgespannt, knoten- und knickfrei, nicht Aber 8 cm 
lang, offen aerstänbt 

Man wird kaum ein Präparat finden, welches die Erschei« 
nnng nicht zeigt, das eine freilich hessw ab das andere* Die 
Bedingungen habe ich noch nicht viel variiert, insbesondere 
im Vakuum noch gar keine Versuche gemacht. 

Man sucht am sichersten in der an^:^egebenen Weise 
zwischen gekreuzten Nicols, schiebt eine passend scheinende 
Stelle in die Achse des Mikroskopes, entfernt dann den Analy- 
sator und beobachtet nur im Lichte des Polarisators. 

Im Sinne der Tatsachen gesprochen wird man finden: die 

1) U. Siedentopf u. £. Zsigmondy, Ann. d. Pby«. 10. p. 1. IIMW. 



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Jhr UertxMeki Oitierv&riuek €te. 



9 



StelleD mit gut ausgesprochener Aufhellung sind intensiv dunkel 
(Bammetschwarz) gefärbt, wenn ihre Strichrichtung senkrecht 
sur Polarisationsebene liegt, sie werden relativ hell (etwa 
schwach ammtbraun)^ wenn sie der PolarisationBebene parallel 
liegen. 

Im Sinne der elektromagnetischen Lichttheorie gesprochen: 
sie lassen wenig Licht durch, wenn die Streifen parallel dem 
elektrisolien Vektor liegen, Wel dagegen, wenn sie senkrecht 
XU demselben gestellt sind. 

Die Figuren geben eine Beprodnktion photographischer 
Aufnahmen; die Platten Ton Fig. 1 und 2, Taf. I sind genau 
gleich laage^ bei gleichem sehr sdiwachem, aber anfieigewöhn- 
lich konstantem Tageslicht (Nebel) exponiert worden (8 m); 
Fig. 3, Taf. I zeigt die Streifen zwischen gekreuzten Nicola 
(über eine Stunde in teilweise hellerem Lichte exponiert). Die 
Kopien sind ^eidifsUs in genau identischer Weise hergestellt. 
NatüxÜcfa zeigt sieh, direkt gesehen, der Unterschied ungleich 
st&rker als in der Reproduktion ; man erkennt aber doch, daß 
in Fig. 1, Taf. I die Platindreiecke nur sehr schwach er- 
scheinen; nach Drehen des l'iitparates (Streifen parallel den 
auffallenden Lichtschwingungen) werden sie scharf und deut- 
lich; Fig. 3, Taf. I erläutert, daß die Erscheinung auftritt an 
denjenigen Stellen, welche das Kundtsche Phänomen zeigen. 

11. Auch bei den besten Präparaten, welche ich bis jetzt 
orhalten habe, ist das den Streifen parallel schwingende Licht 
nicht völlig ausgelöscht. Es setzen sich daher beide Kompo- 
nenten wieder, falls sie — wie dies, wenigstens bei Platin, in 
erster Annäherung der Fall zu sein scheint — ohne Phasen- 
differenz hindurchgehen, wieder zu einer linearen Schwingung 
zusammen. Diese wird je nach der Dichte der Streifungen 
verschiedenes Azimut haben. Man beobachtet dies am besten, 
wenn man den Analysator ans dem Hohre entfernt und durch 
einen drehbaren Okularnicol ersetzt Kreuzt man denselben 
gegen den Polarisator (die Streifen im Azimut 45^, so da6 
man die Fig. d, Taf. I sieht, und dreht ihn dann um kleine 
WinkelbetrSgOy so wandert eine dunkle Stelle ttber die Nadeln 
hinweg. 

Daß die Figg.2 und S, TaC I nicht ToUkommen identisch 
Bind, erklSrt uoh hieraus. 



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10 



Braun, 



Ob auch Phasendifferenzen vorhanden sind, so daß eine- 
der wirklichen Doppelbrechung durchaus äquivalente Erschei- 
nmig auftritt, habe ich noch nicht entscheiden können.^) 

I) Ich hab« mich, spesi^ fOx di« Plattnsentftabangen durch Ver- 
wendung von OknhwiriBblenden, mittelB wddMO ich die mit ihnen emlch- 

hären kleinsten Partien des Bildes amsdinitty Oberzeugt, daß das Licht 
doich den Okularnicol ebenso vollkommen ausgelöscht weiden kann, wie 
ee möglich ist, auch bei ganz leerem Objekttisch. 

Prüft man auf Düppelbrechnng mittels eines Gipsplättchen», da« 
zwisclien gekreuzten Nicola Rut erster Ordnung zeigt, und verfährt in 
der gcw5bnliehe& Weise (Nicola gekreuzt, Qitterstriche im ▲rirnut 45 \ 
Olpsplntte ebenso), so sieht man, wenn die Qitterstriche im einen Qa*- 
dranten liegen, dieselben in einem geladerten a. B. einem schönen 
violetten Ton gegen die rote Umgebung; deraelbe geht in einen gelh- 
griiDÜchen über, wenn man das Objekt um 90° dreht, so daß es in den 
anderen Quadranten kommt. Man wird also auf PhasendifTerenzeu 
schließen. Jedoch ist bei diesem Versuch zu beachten, daß das Gitter 
selber das Asimnt der Schwingung verdiebt hat (bei guten PM^anten 
bis aber fiO^ Daher ist die Polarlaationsebene des anf das OipsbUtt- 
eben auffallenden Ldchte» an der entscheidenden Stelle weder senkrecht 
zur I^ularisationsebene dos Analysaton, noch anter 46* gegen den Uaupt- 
schuitt des Gipses geneigt. 

Man kann sich von diesem Fehler frei machen, indem man zunächst 
ohne eingeschobenes Gipsblftttchea den PoUrisator so lange verdreht, bis 
dne an prOlbnde Qitlenrteüe mögliehst dankal ist, and dann eiat den Qipa 
einschiebt. Man ist dann fOx diese Stelle anter den günstigsten Be- 
dingongen, aber natürlich nicht mehr f&rdas die Gittei fläche umgebende 
Feld. Untersucht man in dieser Weise, 3o fallen die Farbenändfrungen 
viel geringer aus; die Farbe des Gitters ist aber doch noch gtit zu unter- 
scheiden von derjenigen, welche es zeigt, wenn mau bei rechtwinklig 
geknoatea Micols und eingeschobenem Gips die Striche in das Azimut 0^ 
dreht Durch Untenoehung einer groBen Zahl von Zentiabangsgittem, 
die sich besfiglich der Stärke der Gittcrpolarisation sehr versdiieden ver- 
hielten, habe ich mich überzeugt, daß Phascndifferenzen vorhanden sind. 

Eis entsteht daher der V«'rdacht, daß sie von einer Doppelbrechung 
der Metalle herrühren und damit des weiteren die Unsicherheit, ob diese 
nicht die Erscheinungen mehr oder weniger trübe oder gar direkt hervorrufe. 

Zum Olflek erledigt sich dieses letztere Bedenken sehr einfiich. 
Hr. Dessau und Hr. Kftmpf haben übereinstimmend gefunden, daß in 
den doppelbreehenden Knndtschen Schichten der in der Richtung der 
Katliodenzerstflubung schwingende Lichtstrahl (elektrische Amplitude) 
gegen den tangential schwingenden rfrxögnt ist. Die in den Gittern 
auftretenden PhasendifTerenzen liegen aber geradt; umgekehrt: Der in 
der Zerstfiubungsrichtung schwingende Strahl ist gegen den anderen 
hwihkuHigU Die Richtang der Oitterstriche verhüt sich nimlieh wie 
die Druckrichtang in geptefitem Olas. Dieses Verhalten babe ich, soweit 



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Ihr Hertzidie OitterverMueh etc. 



1t 



12. W&hrend das in 10. angegebene Verhalten die Regel 
ist, kommen aber dooh F&Ue vor, welche sich derselben noch 
nicht SU lügen Bcbeinen, Ich habe an einaelnen sehr dttanen 
Stellen von Gold- nnd Platinprftparaten, wenn auch schwach, 
aber dooh« wie ich glaube, deutlich beobachten können, da6 
das parallel zu den supponierten Streifen schwingende licht 
mit größerer Intensitilt hindorchgiDg als die senkrechte Eompo- 
neote. Ich habe dies an manchen Stellen, namentlich in un- 
mittelbarer Nfthe des Drahtes, gefanden. Es scheinen dort^ 
worauf auch das makroskoi^die Aussehen der Metallserst&ubung 
hinweist, Unregelmäßigkeiten vorhanden zu sein, herrührend 
von Knickungen oder schlechtem Anfliegen des Drahtes auf 
der Platte. Die Aafklärung dieses Punktes ist, solange man 
auf mikroskopische Beobachtung angewiesen ist, penibel und 
bedarf noch weiterer Versuche, möglichst mit gieichuiäßigen, 
größeren Flächen.^) 

13. Gleichzeitig in der Richtung der Zerstäubung wirkende 
konstante oder in der Periode der Flascheneiithnlung wechselnde 
f.iber freilich gegen den Strom um 90° in Diase verschobene) 
eleklrische Felder, ebenso gleichzeitiges galvanisches Anwärmen 
des Drahtes bis zu dunkler Rotglut gaben kein erkennbar 
anderes Bild der Zerstäubung, 

Platin ist dasjenige Metall, welches auch nach Angabe 
des Entdeckers das Kundtsclie Phänomen am deutlichsten 
zeigt. Warum andere Metalle weniger günstig sind, ob hier 
die BrechuDgsezponenten eine Rolle spielen, kann vielleicht 
aus weiteren Versuchen erklärt werden.*) 

Veirache aber versehiedene Metalle von mir gemacht Warden (vonoga- 
weiae Platin, Silber nnd Palladinn), dorehgftagfg nnd unabhängig von 

der Natur des Metalles gefunden (vgl. bez. dea weltwen den § 8 des in 

Nr. 2 folgenden Aufsatzes). 

I) Ich habe es spflter in sichcror Weise nur nocli nn einigen Stellen 
Ton einem einzigen Priipaiat (Silber) gefunden, das über leider durch 
Unvorsichtigkeit verdürben wurde, che ich es auätührlicher untersucht 
hatte. Die Eredieinong war mit Farbenlnderung verknüpft. 

8) WahraeheittUeher ist mir jetst, daB für die Gitterwlrknng in erster 
Linie die niccbanische Natur des Metalles entscheidend ist, d. h. wie es sieb 
bei plötzlicher, über den SclimehjMinkt hinausgehender Erliitzunp verhält. 
An Drahten aus Platin, Silber mifi Kiscn, welche auf oder zwischen Glas- 
platten dem Entladungsstrom au^igesetzt werden, erkennt man deutlich wie 
mit kontinuierlich gesteigerter Eutladuugseuergie zuerst das Schmeben» 



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12 



M, JSraun, 



Durch Bedecken mit Wasser, Schwefelkohlen stofif oder 
Methylenjodid konnte ich keine sichere Änderung erkennen. 
Auch einen Einduß der Farbe (roten und blauen Glases) habe 

nachher eiät das Zeretüubcn eintritt. Man kann gut das Stadium abpassen, 
wo der Draht anOtngt zu siutern und sich (wie Seifenwasscr auf einem 
Seidefaden) zu Rüge leben suBammenzieht, welche sieh oberBftchlieh in das 
Olm dnadbinekMi. Dann finden aleh nur in nmnitfelbanter Nihe dea 
Drahtes Spuren von „verdampftem" Metall. Dimpft man eine energische 
Plaachencntladung durch ein;_'e5chalteten Ohmschen Widerstand ent- 
sprechend ab, 80 läßt sich bewirken, daß nur die erste Halbschwiogung 
den Draht beweglicli erhält. Im Magnetfeld wird er dann heraus- 
geschleudert nach der aus der Strumrichtung der ersten Ualbscbwingung 
und der Sichtung des Feldes folgenden Regel. In dnem nieht homogenen 
Feld bildet er dieaea aK Die Fig. 8 aeigt eine derartige dnreh einen 




Fig 8. 

Platindraht hergestellte Kurve, die zwischen den abgerundeten Spitzpolen 
eines Buhmkorffscheu Magneten erzeugt wurde. Die Figur erläutert, 
dafi die Jouleache Wirme ohne meriLbaira ZeitdÜfenoa nit dem Stnaa 
einsetat. Sie tritt hier, wie die ElektrolTW, nicht ala eine Folge, sondern 
nur als eine Erscheinnngaform des Stromes auf. Ob dies auch Hlr be- 
liebig kleine ZeitdiiTerenzen gültig ist, bleibt noch offen. Dftmpft man 
die Entladung weniger, so macht sich auch noch die zweite Halb- 
schwingung durch eine entaprecliende , nach der Hndemi Seite j^elegene 
Kurve bemerkbar. Eiseu zeigt dabei keinen bemerkbaren Unterschied 
gegen Platin* Ich halte ee fUr gut möglich, auf dieeem Wege dünne, 
durchsichtige Metallpriamen herauatellen. £a aoll im hieaigen Institut 
versucht werden, ob man mittels solcher Prismen die Brechungsexpo- 
nenten der Metalle nochmals bestimmen kann. — Bei passend dimensio- 
nierten Entladungsströmcn Iftßt sich Messing in seine Bestandteile, Zink 
und Kupfer, zerlegen. Das Zink bleibt fast ausschließlich in der Mitte, 
das Kupfer wird weiter hiuausgeschlcudert. Mau kann es sogar außer- 
halb der den Draht bedeckenden Platten auf aenkrecbt gegen dieselben 
geatellten Platten in Form feiner Streifen aufVangen. Ich hoffe Uber 
die Fortietaung dieser YeKsnche bald berichten an kSnnen. 



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18 



ieh bei Platin nicht beobachtet Scheinbare Änderungen waren 
anf geftnderte Lichtintensität zurackznfl&hren und konnten auch 
durch eingeechob^nes berußtes Glas herrorgerufen werden. 

Die etwa Yorhandenen Beugungawirknngen konnten bisher, 
mangels genügenden Sonnenlichtes, nicht yerfolgt werden; 
ebensowenig die feinen, oft wunderbar zarten und schön ge- 
iirbten Interferenserscheinungen, welche sich nach Unterlegen 
eines feinen Spaltes bei Silberprftparaten unter dem Ifikroskop 
zeigen und Ton dem Offnungswinkel des auf&Uenden lichtes 
abhängig zu sein scheinen. 

14. Unter dem Mikroskop habe ich mit lOO* und etwa 
600fa«sher Vergrößerung eine Struktur, welche die Erscheinungen 
erUftren könnte, nicht mit Sicherheit nachweisen können. 

Tm gewöhnlichen Tageslicht sah ich gar keine Differen- 
zierung. Unter Verwendung direkten Auerlichtes habe ich 
feine Streifuugen beobachten können, welche auch beim Drehen 
ihre Helligkeit änderten; dazwischen aber Felder ulintj erkenn- 
bare Struktur, welche fast gleichmäßig heller und dunkler 
wurden. Diese letzteren Flächenfelder waren keineswegs immer 
da besonders hervortretend, wo auch siththare Streifen sicli 
befanden. Mau wird also nicht annehmen dürfen, daß ihre 
Helligkeitsänderung durch die sichtbaren Streifen bedingt sei. 

Mir selbst fehlte hinreichende Erfahrung in der Unter- 
suchung so feiner Präparate mit noch stärkeren Vergröße- 
rungen sowie in der Beurteilung der Bilder. Hr. Dr. H. Sieden- 
topf fon der Firma Carl Zeiss in Jena hatte die Gefällig- 
keit, ein Präparat im hiesigen Institut znx prüfen. Mit der 
homogenen Immersion von 2 mm und der Apertur 1,3 zeigte 
sich bei Untersuchung im Auerlicht sowie in dem einer Bogen- 
lampe das folgende Bild: eine Anzahl Körnchen, welche 
ohne erkennbare Regelmäßigkeit verteilt waren; zwischen den- 
selben ein nicht mehr auflösbares gleichmäßig helles Feld, 
welches die charaktwistisoheii Erscheinungen der Qitterpolari- 
sation und scheinbaren Doppelbrechung noch sehr scharf er- 
kennen lieB. 

15. Das Literesse» welches die ESrsckeinungen bieten, ist 
nicht auf den Nachweis des optischen Analogons sum elek« 
triiehso boeohrtokt; sie beanspruchen, wie mir scheint, auch 
ein selbettodigeB optisches Interesea Ich bin ftberseugt, daft 



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14 



sclion Beobachtungen, z. B. auf mineralogischem Gebiete, vor- 
liegen, welche jetzt unter einem andern Gesichtspunkte er- 
scheinen werden. In der Tat zeigte mir Hr. Kollege Bückin g, 
nachdem er meine Präparate gesehen hatte, sofort eiu ähn- 
liches mineralogisches. 

Eine Lasoalzsche Boobachtong an Wttrfeln von Chlor- 
Silber, welche in einer Richtung gepreßt wurden, führt sich 
vielleicht auf entstehende Silberlamellen zurück. ^) Daß in 
Brom-, Jod- und Ciilorsilber durch Druck eine Zenetsong 
•eintritt, haben Myers und ich gezeigt.^ 

Auch Beobachtangen, Ober welche kürzlich Hr. SchmansB^ 
im Anschluß an Versuche des Hrn. Majorana berichtete, 
lassen sich f ermutlich auf Gitterpolarisation surOokfllhren. 

16. Sieht man von dem einen in 10. erwRhnten Punkte 
ab, so ist die vollkommene optische Analogie zu den Hertz - 
sehen elektrischen Gittern festgestellt. 

Ich mftchte noch auf einige Anwendungen hinweisen. 
\^'enn es z. B. gelingen würde, sehr dünne Kristallplättchen 
einer hochmolekularen organischen Goldverbindung derart zu 
serstören, daß nur die Goldmoleküle,' und zwar wesentlich an 
ihrem Orte, erhalten blieben, so müßte ein Metallgitter resul- 
tieren, aus dessen optischem Verhalten man, namentlich an 
der Hand einer durchgeführten elektromagnetischen Gitter- 
theorie einen Schluß auf den Abstand der Metallteilchen 
machen konnte. Ich habe eine Anzahl Versuche in dieser 
Richtung hin unternommen, z. B. Bleiacetat in sehr dftnner 
'Schicht auf Olas auskristallisieren lassen und dann mit einem 
Schftlchen, das eine konzentrierte LOsung von EaliuDSulf- 
hydrat enthielt, zusammen unter eine Glasglocke gestellt. Man 
4firfte hier erwarten, daß ein GKtter aus Bleisulfid bleibt, 

1) Ich kenne den Versuch nur aos II. Ambrona, Sitmogsber. d. 
k. lichs. Akad. d. Wisaensch. 7. Dezomber 1896. 

2) J. E. Myers u. F. Braun, Phil. Mag. (5) 44. p. m, 1897; vgl. 
Carey Lea, ibid. 

8) A. Schmauss, Ann. d. Phys. 10. p. 6bS. 1903; 12. p. 186. 1903. 
Tgl. data F. Braun, Physik. Zettochr. 5. p. 209. 1904. 

4} Vgl J. J. Thomson, Beoent Boaearehea in EMrid^ and 
ünganiimn. Oxford 1898. p. 485; Inabsiondcre Phaiealnderang betreÜBad. 



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Btr Mertztcke Güterversuch eic 



15 



währeiid die Essigsäure und das Kristallwasser zur Sulfhydrat- 
lösung wanderte. Dieser und eine Reibe ähnlicher Ver- 
suche haben aber bisher noch keiue sicheren Schlüsse ziehen 
lassen. 

17. Dagegen glaube ich auf einem anderen Gebiete einen 
Schritt weiter gekommen zu sein. Hr. Ambronn')hat beob- 
achtet, daß dünne Schnitte aus dem Holze der Koniferen 
oder aus den Sehnen von Mäuseschwänzen, die mit 2 proz. 
Goldchloridlösung getränkt und nach dem Trocknen dem Sonnen- 
lichte ausgesetzt wurden, sehr hübschen Dichroismus zeigen. 
Er hat mit Recht nach dem damaligen Standpunkte unserer 
Kenntnisse sich für die Erklärung damit begnügt, anzunehmen, 
daß das eingelagerte Metall für sich oder in Verbindnng mit 
der Gruadsiibstanz zu einem anisotropen Gebilde werde. 

Wenn wir aber berechtigt wären, anzunehmen, daß sich 
hier Gitter aus metallischem GK>ld im Gewebe bildeten, und 
diese nach den hier beschriebenen Versuchen die Erscheinung 
herronrofen, so würden wir umgekehrt aus den Polarisations- 
erscheinnngen bei so gefärbten Schnitten einen Schluß mehen 
können auf eine gitterartige Molekularstruktur, deren Auf- 
lösung selbst mit den stftzlcsten Mikroskopsystemen Tielleicht 
schon eine prinapielle Grense gesetst wftre. 

18. Ich habe die Ambronnschen Versuche mit Spänen 
der gewöhnlichen Holzwolle wiederholt. Diese Späne sind 
noch zu dick und mflssen in Zukunft durch d&nnere Sdmitte 
ersetst werden. Trotzdcon konnte ich an densdben die 
Ambronnschen Angaben bestätigen. 

Wurden nach ▼orherigem Trocknen solche Fasern in einem 
Glasrohre erhitzt, das in die Dämpfe von siedendem Queck- 
silber eintauchte, und durch welches ein Strom von Kohlen- 
säure (mit Bleiacetat und doppeltkohlensaurem Natron ge- 
waschen, mit Chlorcalcium getrocknet und durch Watte filtriert) 
hindurcbgeleitet wurde, so habe ich an den Präparaten nach- 
her folgendes beobachtet: 

a) Zwischen gekreuzten Nicols sind sie (die Streifen in 
mittlere Azimute gedreht) an dünnen Stellen hell mit einem 

1) H. Ambronn, Sitemigsber. d. k. lielis. Akad« d. Winensolu 
T. Dowmber 1896. In dteser Ltteratur Un kh selbsfefeittliidlidi nieht 
bewudffrt 



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ir 



F. Braun, 



pra^htrollen Rttbbrot^), das an die "Farbe der Glftaer alter 
Fenster erinnert Die Hauptmasse wird dunkel, wenn ihre 
Pasern parallel oder senkrecht zu den Schwingungen des Polari- 
sators stehen. 

b) Ich habe, auch ohne Analysator, an einzelnen Fasern, 
schwach, aber deutlich die oben beschriebene Gitterwirkung 
beobachten können. 

c) Bei derselben Anordnung, wie sub b), seigte sich mit 
Drehen des Präparates, daß Zeichnungen ftr gewisse Stellungen 
undeutlich werden, bisweilen fast ganz yerscliwinden ; bei einer 
Drehung um 90^ aus dieser Lage heraus werden sie dagegen 
deutlich nnd dunkel. Die ausgezeichneten Lagen waren meistens 
nahezu parallel oder senkrecht zur einfallenden Schwingungs* 
ebene. 

Im Sinne unserer Auffassung würden sich damit feine 
Oitterstmktnren rerraten, welche (falls die mikroskopische Auf* 
lOsnng versagt) teils parallel, teils senkrecht znr Faserrichtnng 
▼erlaufen. 

Das Bedenken, daß Aschenbestandteile Ursache der Er- 
scheinungen sein möchten, hatte ich anfiings. Ich habe es 
fallen lassen a) ' infolge ron KontrollTersuchen; b] ich habe 
Spftne genommen, welche ein&ch in der Ambronnschen Weise 
behandelt waren; andere, welche gut ausgewässert waren; 
wieder andere, welche mit verdfinnter Salzsäure, endlich soldie, 
welche mit verdünnter Salzsäure, nachher mit verdünnter Fluß- 
säure behandelt und dann ausgewaschen waren — alle mit 
demselben Ergebnis. Auch ein Imprägnieren (nach dem Aus- 
waschen) mit einprozentiger Chlorkaliumlösung (in der Absicht, 
dadurch ein besseres Skelett zu erzielen) änderte nichts. 

19. Wenn es gestattet ist, anzunehmen, daß organische 
Goldverbindungen bei der Temperatur des siedenden Queck- 
silbers zerstört werden \ so dürfen wir schließen, daß das Gold 

1) YgL dtiB die in Nr. % folgende sweits Abhandlung § 3. 

S) Um diese an und ftr sich walmdMinliehe Aanslmie so prüfen, 
lisbe idi eine YerUiidiiiig, welehe wohl tn den heatlndigaten orgsniaehea 

OoldverbinduDgen gehören dürfte, nlmHeh Amylmerkaptangold (im CO,- 
Raum), im QoeoluUberdampfbad geprüft. Sie aeigte alch voUstlndig 
aenetit. 



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Der Herizsehe OiUarveriueh ete» 



als Gitterbildiier wirkt. Falls es aber, wie wahrscheinlich, die 
gleiche Rolle auch in anderen Fällen übernimmt, so wird die 
Deutung von Bildern im polarisierten Lidite vielfach eine ganz 
andere werden ; die Polanaationfleraoheiniingen selber wird man 
aber vielleicht mehr, als meiaes WiBsens bisher geschah, zur 
Aufklärung heranziehen. 

Es ist anzunehmen, daß erst mit Abständen, die gleich 
oder kleiner sind als eine halbe Wellenlänge, die Gitter- 
polarisation eintritt in der Weise, daß die parallel den Gitter- 
stftben schwingende Komponente stSriter reäektiert irird; dies 
ist in Übereinstimmung mit einem direkten Versnobe des Hm. 
Ambronn.^) Wenn es gestattet ist, nach Analogie der elek- 
trisohen Gitter zn schließen, und wenn wir ein derartiges als 
Sohenia zugrunde legen dttzfsn, so sollte die Gitterpolarisation 
mit zunehmender Feinheit des Gitters wachsen, um einen 
llazimalwert zu erreichen und dann rasoh in der Weise ab- 
zunehmen, daß beide durchgelassene Komponenten gegen Null 
konvergieren. Dann sind wir aber wahrscheinlich schon in 
der NShe molekularer Dimensionen. 

Eine praktische Beobachtungsregel würde dann etwa so 
lauten. Man untersuche ein Goldpräparat bis zu den Grenzen 
der mikroskopischen Leistung. Findet sich keine Struktur 
mehr, aber Gitterpolarisation, so darf auf eine submikrosküpische 
Gitterstruktur geschlossen werden, deren Fasern parallel den 
stärker ausgelöschten Schwingungen liegen. 

Eine Kontrolle gegen wirkiche Doppelbrechung (und natür- 
lich auch Gitterpolarisation mit Phasenänderung) besteht darin, 
daü die Farbe nicht in die komplementäre umspringt durch 
Drehung des Analysators.. 

Die gekreuzten Nicols spielen dann eine andere Rolle, als 
man seither annahm. Der Analysatornicol stellt nur das be- 
quemste Mittel dar, um durch eine Difierenzmethode kleine 
Unterschiede in der Helligkeit beider Komponenten (parallel 
und senkrecht zu den Gitterstäbchen) zu erkennen. Man 
braucht, um die „Doppelbrechung^' zu sehen, sehr intensives 
Licht. Hat man mit dieser Lichtstärke ohne gekreuzte Nicols 
gearbeitet, so ist man meist so geblendet^ daß man nach £in- 

1) H. Ambromi, Wied. Ann. 48. p. 717. 189Z. 
▲anlM dtr Vhyilk. 17. Voigt. IS. S 



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18 



F, Brmm, 



schiebe» de8 Analysatornicols anfangs nichts erkennt. Man 
wird nicht überschätzen, wenn man annimmt, daß man von 
dieser Intensität noch leicht 0,0001 za bemerken vermag unter 
Bedingungen y wie sie die gekreuzten Nicola hervorbringen. 
Ganz anders wird es aber, wenn man verlangt» daß man s^bst 
einige Prozent der Lichtstärke, addiert zu einer schon vor- 
handenen endlichen Lichtintensitftt, nach Drehen des Präparatee 
soll unterscheiden können.^) 

Der Analysator müßte ersetzbar sein durch eine Vor* 
richtungy welche die beiden durch das Gitter ausgespaltenen 
Komponenten swei getrennten Gesichtafeldeni BnfÜbrt und sie 
dort, fthnlieh wie bei einer dichroskopischen Lnpe, nebenein- 
ander legt Eäne solche Anordnung wttrde wichtig sein, wenn 
es sich um die Entscheidung handelt, ob wahre Doppelbrechung 
(ohne Terschiedene Absorption) oder Gitterpolarisation Torliegt 
— an Empfindlichkeit und Bequemlichkeit wird sie die ge- 
kreuzten Nicob jedocb nicht leicht tlbertreflfen, weil man btt 
ihnen zu enormen auffallenden Llchtstftrken ttbergehen kann.*) 

20. Die oben gemachte Bemerkung ist auch m beachten 
bei der Beurteilung Torstehender Tersuche. Sie sind natur- 
gemäß nur die ersten Anfänge mit noch nicht ad hoc aus- 
gebildeten Methoden, und ich verkenne nicht, daß meine Schlüsse 
bisher der Lösung einer Gleiciiuug mit zwei Unbekannten 
ähnlich sind. Doch hat die Gleichung etwas vom Charakter 
einer diophantischen. Es kommen noch Nebenbedingungeu 
hinzu, welche die Lösungsmöglichkeiten einschiUnkcn. In der 
Tat scheint sich immer die supponierte submikroskopische 
Struktur auch wieder makroskopisch zu reproduzieren, was 

1) Berücksichtigt mau die in Betracht kommenden trigonomotriBchen 
Faktoren, so ergibt Bich für das Azimut 45° und gekreuzte Nicola die 
von der auffallenden Intensität J hindurchgehende »i*//*, wenn au- 
gWMmimen whrd, daß dae senkreeht so den Oittentlbdwn sohwingende 
Lieht ohne Sehwiehnng hudwehgeht und f tinian echten Bradi bedeutet 
Bei BetltiChtuug ohne Analysator wird dann in einem Falle J, nach 
Drehung um 90' dafrce:en J(l — r)* beobachtet. Setzt man | 7' = 0.0001, 
00 ergibt die» für direkte Betrachtung im bloüen Lichte des Polarisaton 
eine Differenz der Lichtstärken von 4 Proz. 

2) Ein dichroekopischee Okular hat schon , wie ich spAter erfahr, 
H. Ambronn fan Jahre 1888 angegeben. (Vgl. Aber efai aolebee die In 
Nr. t folgende FortMtioitg § 88. 



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Der H§rixiek€ Oittervernteh €te. 



19 



bei nahezu parallel neben- nnd übereinander gelegten feinsten 
l^rn anoh erUftrlidi ist. Immerhin wird sich der ganze 
Kreis der Beweise erst aUmfthlich schließen* Das bisher Beob* 
achtete hat sich aber, in sieh selber widersprachslos, derart 
ameanandergefagt, daß ich am positi?en Endergebnis nicht an 
aveiftln Termag. Wie weit die mineralogische nnd insbesondere 
die biologische Forschung ans dem Mitgeteilten glanbt Nntten 
siehen zu können, maß ich dem Urteil der auf diesem Gebiete 
Orientierten überlassen. 

(Eingegangen 85. Desember 1904.) 



2* 



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20 



2. tJöer efrne neue Methode 
mir JOämp/ktng omtUHerender OalvanomeUr^ 
aueeehiägef von IT. Einthoven» 

(Aus dem pbysiologibchcu Laboraturiutn dm- Universität Leyden.) 



Bei einer Anzahl von üntenuehnngen, welche die An- 
wendung eines GkblTanometen oder eines Elektrometers er- 
fordern, ist es erwflnscht, die osiillierenden AnsschUge, welche 
die meisten dieser Instrumente unter fielen Umständen zeigen, 
zvL dämpfen. Man Terwendet entweder eine mechanische oder 
eine elektromagnetische Dftmpfong, oder aber man kombiniert 
beide, um desto mehr Effekt zu erzielen. 

Bei einigen Werkzeugen, z. B. beim Galvanometer Ton 
Deprez-d*ArsonTal mit beweglicher Spule in einem festen 
roagnetischen Felde, kann die elektromagnetische Dämpfung, 
ohne absichtlich angebracht zu werden, schon so bedeutend 
sein, daß die Ausschläge ihren oszilliereiideu Charakter ver- 
loren haben und ganz aperiodisch gewurden sind. Die Be- 
wegungen sind dabei verlangsamt. Die Verlangsamung kann 
sehr groß sein und dadurch hinderlich werden, sogar in solchem 
Maße, daß das Instrument praktisch unbrauchbar wird. Man 
wendet dann Mittel au, die Dämpfung zu verringern, z. ß. 
indem man den Galvanometerwiderstand vergrößert. 

Um in einem NadelgalvanoDieter eine elektromagnetische 
Dämpfung anzubringen, umhüllt man das bewegliche Mugnet- 
system mit einer Masse von gut leitendem Kupier, worin 
währcTtd der Bewegung der 2*iadeln dämpfende Wirbelslröme 
erweckt werden. 

Mechanische Dämpfung wird in der Form von Flüssig* 
keits oder Luftdämpfung angebracht, wobei öfters dünne Alu- 
minium- oder Micaplatten, oder auch Insekteniittgel Verwen* 
dnng finden. 

Die in diesem Aufsatze n&her zu beschreibende Dämpfungs- 
weise weicht gftnzlich von den oben erwähnten Methoden ab» 



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Dämpfung oszäUermtdtr QahanomeUrauftehläge. 



21 



Man erh&lt sie bei Verwendimg eine« Kondensators, der, wie 
in Fig. 1 geieigt wird, mit den Enden des Galyanometer- 
drahtes leitend Terbnnden wird. In der Figur bedeutet B einen 
Stromgeber, mit HiUe deesen ein willkarlioher Potentialimter- 
aehied xwiaohen den Punkten P nnd angebracht werden 
kann. Q ist das GklTsnometer nnd C der Eondensfttor. 

Man stellt sich die Wixkang des Sondensators aa ein- 
fitehsten vor, wenn man annimmt, daB die Hasse des be* 
wegenden Teiles im Galvanometer gleich Null ist, nnd daß die 
erentaellen Ursachen ftlr die D&mpfung der Bewegung sich 
Null n&hem. Ist nnter diesen Umständen die KapaziÜlt des 
Kondensators gleich NnU, so wird beim plötzlichen Anbringen 



eines Potentialnnterschiedes zwischen P und P^ das Galvano* 
meter auch plötzlich die entsprechende Gleichgewichtslage ein- 
nehmen. Ist dahingegen eine gewisse Kapant&t vorhanden, 
so wird ftlr die Endelung eines Ausschlages eine bestimmte 
Zeit erforderlich sein. 

Die Weise, worauf das Spiegelbild — oder im Saiten- 
galvaaometer der Quarzfaden — sich bewegt, wird dabei ^nz- 
lieh bestimmt durch die Weise, auf die ein Kondensator sich 
ladet oder entladet. Nennt man a den Ausschlag des Galvano- 
meters zur Zeit t nach dem Anbringen des Potentialunter- 
schiedes, und A den bleibenden Ausschlag, so ist 




c 



Fig. 1. 




worin € die Grundsahl der natürlichen Logarithmen, e die 



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22 



Kapazität des Kondensators und w' einen Widerstand bedeutet^ 
der leicht näher definirt werden kann. 

Im geschlossenen Kreise, der den Stromgeber und das 
Galvanometer enthält, sei der äußere Widerstand gleich W^^ 
der Widerstand des Galvanometers sei W^j während wir aii* 
nehmen, daß der Wideretand der Drähte, die den Kondensator 
mit dem Galvaiiometer verhinden, Temachlftesigt werden darf; 
dann let 

(1) ^ . 

Der Wert w'e iet die Zeitkoufitante des Aveschlagea 

w c = T. 

Drückt man w in Ohm und e in Farad aiU| BO wird T in 
Sekunden wiedergegeben. 

Wird der OalvanometeraiisscUag auf einer Fläche regi* 
striert, die sich gleichftirmig bewegt» so erhält man eine Kurre^ 
die den Ansdmck einer ezponentiellen Funktion darstellt nnd 
mit den bekannten Normal* oder Eichungskurren des Kapillar- 
elektrometers abereinstimmt. ^) 

Die Konstanten der Karre werden dabei außer durch die 
Bewegungsgt schwindigkeit der Schreibßäche und die Or5ße de» 
Ausschlages nur noch allein durch den Wert von T bestimmt» 
Indem man to' und e verändert, ist man imstande, den Be- 
trag Ton T willkürlich zu regulieren, woraus folgt, daß man 
imstande ist, den Galyanometerausschlag in jedem willkürlichen 
Maße zu verlangsamen oder zu dämpfen. 

Obenstehende Voraussetzungen werden durch die unmittel- 
baren Beobachtungen bestätigt. Als Beispiel reproduzieren 
wir liier drei Kurven — Figg. 1 — 3, Taf. II — . die mit dem 
Saiten galvanometer*) geschrieben worden sind. Die DrahtTer- 
bindungen sind schematisch in nachstehender Fig. 2 dar- 
gestellt. Hierin bedeutet /> eine Batterie von Elementen, 
S einen Stromschlttssel, G das Galvanometer und C den Kon- 

1) Vgl. u. a. W. Einthoven, Pflügera Archiv f. d, gesumte 
Ph/siol. 56« p. 528. 1894^ „Ouderzoekiogen", Ph/siol. Laboratonam 
Leiden, 2. BdlM I. 

S) Vgl W. Binthoyen, Ami. d. Phyt. 1^. p. 1059. 1908; 14. 
18>. 1904. 



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Dämpfung osziUier^iukr GaloanomeiermutehUige, 28 

(lensator, während B und M Widerstände darstellen. Die 
Empfindlichkeit des Galranometers ist in den drei Fällen nn- 
gefiUir dieselbe, und swar 80| daß 1 mm Anssolilag Mner Strom'* 
atftrke tob 2 x 10-' Amp. entspricht, vfthrand die elektro- 
motorische Kraft der Batterie E und die Wideratftnde J, B und B 
so gewählt worden sind, daß man bei Stromdurohlllhning eine 
bleibende Abweichung Ton 20 mm erh&It Die Bewegongs* 
geschwindigkeit der Schreibflftche betrftgt 500 mm pro Sekunde. 
In der Netateilnng Ton Qoadratmillimetem auf den Photo* 
grammen^ ist also Absi. 1 mm s 0,002 Sek. imd Ordin. 
1 mm « 2 X 10-'^ Amp. Die Schließung and öflbnng des 




Fig. 3. 



Kreises in S fand mittels einer mit der bewegenden Scbreib- 
liäche verbundenen Vorricbtung automatisch statt. 

Für R nahmen wir einen Kohlenrheostat mit großem 
Widerstande, und B war im Verhältnis zu R sehr klein. Ohne 
merklichen Fehler durfte fF^= R gesetzt werden. In Figg 1 
und 2, Taf. II war JT.«: 1,11 Megohm, während in Fig. 3 
fy^ 117000 Ohm betrag. Der Gal?anometerwiderstand war 
ir^ — 8600 Ohm. 

In Fig. 1, Taf. II ist die Kapazität des Kondensators 
gleich Null. Man sieht, daß die Saite schwingende Bewegungen 
macht mit einer Periode von ungefähr 1,8 mm = 2,6 «r.*) Diese 
Bewegungen werden gedftmpft, indem man eine gewisse Eapa- 
at&t in den Kondensator einschaltet In Fig. 2, Taf. U ist 
die Kapasit&t gleich 0,94 Ifikrol, in Fig. 8, Tat U gleich 
0,2 Mikiol 

1) Ober die Registriermethode und über die Netsteilung in Quadrat- 
millimetem vgl. W. Einthoven, 1. c. 
fl) 1 ff - 0,001 Sek. 



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24 



Berechnet man den Wert von w' aus H] und nach 
Formel (1), und weiter die Zeitkonstante T—wc^ so findet 
man für die Zeitkonstante TOn Fig. 2, Taf. II 8,0 für die 
Ton Fig. 3y Tftt II 1,6 <r» und es ist deutlich, dftß das Maß 
der Verlangsamnng oder der Dämpfung der Bewegung durch 
den Betrag der Zeitkonstante bestimmt wird. 

Im Obigen sind wir dentlichkeitshalber Tom einfachsten 
Fall ansgeganfsn, mid haben wir angenommen, daft die Hasse m 
der Saite imd die Kräfte, die anch ohne Anwendung des Kon- 
densators wirioBam sindy ihre Bewegung su d&mpfen, und die 
wir simtlioh mit r andenten wollen, Temachlftssigt werden 
dürfen. Dieser angenommene IVdl wird sich um so mehr 
der WirUichkeit niUiem, je größer unter übrigens gleichen 
ümsOnden T genommen wird. Fig. 2, Taf. II genügt also 
in dieser Hinsicht den gestellten Forderungen besser als 
Fig. 3, aber die große praktische Bedeutung der Methode liegt 
gerade in der Möglichkeit, die Schwingungen bei minimaler 
Verlangsamung des Ausschlages zu dämpfen. Man wird bei 
der Ausfühning verschiedener Messungen immer versuchen. 
T so zu wählen, daii mau gerade die Grenze zwischen der 
oszillierenden und der aperiodischen Bewegung erhält. In 
diesen Umständen ist T relativ klein und diirfen m und r 
nicht mehr vernachlässigt werden. 

Die Frage taucht jetzt auf, wie bei bekannten Werten 
von m und r der Betrag von T berechnet werden muß, um 
den erwähnten Grenzfall zu erzielen. 

Gelegen tlirli dürfen wir hier daran erinnern, daß beim 
Kapillarelektrometer die Dämpfiinfi; der Bewegung des Queck- 
sübenneniskus auch aus mechanischer Reibung und Verlang- 
samung durch Kapazität zusammengesetzt ist. ^) Und die Zu- 
sammenwirkung dieser beidmi Kinflttsse hat eine Bewegung 
zur Folge, die entweder ganz genau oder mit nur geringen 
Abweichungen durch eine einfache exponentieUe Funktion ans- 

1) Einige Forscher haben iwar gemeint, daß die Bewegung im 
Kapillarolektrometer nur durch di^ Ladung des Queck si Ibermeniskus be- 
herrscht werde, aber in Wirklichkeit spielt hier die Dämpfung durch 
mechanische Reibung eine viel größere EoUe. Vgl. Pflügers Arch. f. 
diegesamtePhysiol.?^. p. 1. 1900; „Oadersoekingen", Phyaiol. Labor. 
Leiden II. 4. 



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BämpfuTig osxiBigrmitr GtioanrnMierausteAUtgi«» 25 

gedrückt wird. Der Widerstand der Luft- oder ElttssigkeitB- 
dSmpfangy ebenso ivie deijenige der elektromagnetieohen 
Dämpfdngy Uben auf die BeweguDg eines Objektes mit einer 
gewissen Masse gerade denselben Mnflnß aus wie derLeitungs- 
widerstaad auf die Elektrixitfttsbewegung bei der Ladung oder 
Entladang eines Kondensators. 

Es liegt jedoch auf der Hand, daß die Verbindung eines 
Kondensators mit dem Galvanometer die Saitenbewegungen 
nicht immer auf dieselbe Weise beeinflußt wie eine Vergröße- 
rung der mit r angedeuteten dämpfeiulen Kräfte. Denn die 
Verbindung mit dem Kondensator wirkt wie eine zeitliche 
Veränderung der angewendeten Kraft. Und die Weise, auf 
welche die Kraft von Augenblick zu Augenblick vermehrt oder 
verringert wird, wird dabei nicht — wie die mechanische und 
elektromagnetische Dämpfung — durch die Bewegung der Saite, 
wohl aber durch das Produkt aus Leitungswiderstand und 
Kapazität, w' c — bestimmt. 

Bei der Anwendung der Kondensatormethode kann die Art 
und Weise der Saitenbewegung nahe beim Grenzfall der 
Aperiodizitftt nur durch eine relativ komplizierte Formel wieder* 
gegeben werden. Ich habe es darum unterlassen, fOac diesen 
Grenzfall den Wert Ton T zu berechnen, und unmittelbare 
experimentelle Bestimmungen Torgezogen. 

Alt Beispiel mögen hier einige Kurven reproduziert werden, 
welche die Saitenbewegung im erwShnten Grenzfall nSher 
demonstrieren.^) Die Figg. 4, 5 und 6, Taf. II sind mit der- 
selben Saite angefertigt wie die früheren Figuren. Für die 
Drahtverbindung erinnern wir an Textfigur 2. Der Ausschlag 
ist jetzt 3U mm. Wieder ist Absz. 1 mm = 0,0U2 SeL und 
Ordin. 1 mm = 2 x 10-^ Amp. 

i2 « 1300 Ohm, 

£^ 27 „ 
r,.8600 „ 

1) Die reproduzierten Photogramme der Taf. II können die Kurven 
nicht in feinen Einzelheiten penau wiedergeben. Ich werde darum die 
unmittelbaren Kopien der ursprünglichen Negative den Fachgenoaaen 
gerne «uf Anfrage übersenden. 



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26 



woraaB man berechnet, datt 

r„» 1827 und to'- 1148 Ohm. 

In Fig. 4 ist die Kapasität dei» Koudeusato» = 0, also 7 » 0. 

In Fig. 5 „ „ „ „ „ - 0,6 /; „ r - 0,69 (T. 

In Fig. 6 „ „ „ „ „ -0,7/i/, „ r=0,80(r. 

Man sieht, daß die schwingende Bewegang, deren Periode 
nngeflUir 2,7 <r hetrftgt, durch Anwendang der Kondensator- 
methode gedämpft wird and daß die Zeitkonstanten T von 
0,69 und 0,80 (r, die mit Hilfe der Kapazitäten 0,6 und 0,7 nf 
erzielt wnrden, erforderlich sind, um den erwünschten Grenz« 
wert der Aperiodizitilt zn erreichen. 

In Fig. 5, Taf. II ist bei Anwendung der Kapazität Ofiftf 
der Grenzwert noch nicht ganz erreicht, in Fig. 6, Tat II ist 
bei Anwendung der Kapazität 0,7^/* der Grenzwert schon 
ttberschritten. 

Die beiden letztgenannten Photogramme zeigen, daß die 
Saitenbewegung bei diesem Grenzwert nicht sehr einfach ist. 

Bei der kleinen Schwingung, die in Fig. 5, Taf. II übrig ge- 
blieben ist, überschreitet die Saite, nachdem sie einen Aus- 
schlag von 30 mm gemacht hat, die neue Gleichgewichtslage 
um 0,5 mm, und schlägt danach zurück bis auf einen Punkt, 
der noch 0,3 mm unter der 'genannten Gleichgewichtslage liegt. 
Das Verhältnis der Größen dieser Ausschlage stimmt nicht 
zu den Gesetzen, durch welche überhaupt gedämpfte Schwin- 
gungen beherrscht werden. Außerdem wird der eiste Wende- 
punkt nach 2 <t, der zweite nach 1 a erreicht, während bei ge- 
dämpften Schwingungen, wie sie gewöhnlich vorkommen, die 
genannten Zeiten übereinstimmen. 

In Fig. 6, Taf. II kommt die Saite nach ungeföhr 0,002 Sek. 
auf einer Distanz von 0,3 mm von der neuen Gleichgewichts- 
lage zum Stillstand, macht jetzt eine kleine Bewegung in ent- 
gegengesetzter Richtung, und erreicht dann erst die Gleich- 
gewichtslage. Begnügt man sich bei der Messung einer Strom- 
stärke mit einer Genauigkeit TOn 2 Proz., so ist das Resultat 
in ungelähr 1,5 o- bekannt 

Ein anderes Beispiel findet man in Figg. 7 und 8, Taf. IL 
Diese Photogramme sind auf ähnliche Weise angefertigt worden 
wie die unmittelbar Torhergehenden, aber die Saite ist hier 



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DSrnpfiag oiztUUr^ndtr OahMnameitrautMcAläffe, 27 

leichter, bat einen größeren Leitungswideretand and ist etwas 
«tftrker angespannt. 

Absz. 1 mm = 0,002 Sek., Ordin. 1 mm » 8 X 10-^ Amp.^ 
r, 17800, = 20000, also w'= 9420 Ohm. 

In Fig. 7, Tat U ist die Eapazit&t' gleich Null, in Fig. 8 
ist dieselbe gleieh 0,05^/*, also jT— 0,47<r. Im letzgenannten 
Photogramm zeigt die Saite nach ongefiUir 1,1 tf, gerade in 
der neoen Oleichgeinchtslage, einen Wendepunkt Sie schlägt 
noch 0,9 mm rückwärts, nnd nimmt danach anfs neue, aber 
jetzt bleibend, die genannte Gleichgewichtslage ein. 

Begnügt man sich bei der Messung einer Stromstärke 
mit einer Genauigkeit Ton SProz«, so ist das Resultat in 0,8 a 
bekannt Verlangt man eine Genauigkeit von 0,8 Pros., so 
wird das Resultat erst nach 2,2 ^ erhalten. 

Diese Beispiele mögen genügen, um zn zeigen, was man 
▼on der Metliotle erwarten kauii. Konnten wir auch nicht 
über eine strenge Formel verfügen , so haben Avir uns doch 
selbstverständlich durch theoretische Erwägungen leiten lassen, 
jedesmal als wir den richtigen Betrag von T zu finden suchten. 
Eine dieser Erwägungen lief unter anderem darauf hinaus, 
daß bei einer gegebenen Saite und unverändei liehen Wider- 
ständen, die für den Grenzwert der Aperiodizität erforderliche 
Kapazität um so geringer sein muß, je nachdem die Saite 
stärker gespannt ist. Denn bei größerer Saitenspannung wird 
die Schwingungsperiode t kleiner, und man darf erwarten, daß 
der zu findende Betrag der Zeitkonstante T im gleichen Sinne 
•wie die Periode t veränderlich sein wird. 

Diese Erwägung führt 2U einigen paradoxal klingenden 
SchlCtssen. So muß man z. B. erwarten, daß die durch An- 
wendung der Kondensatormethode aperiodisch gemachte Be- 
wegung einer stark gespannten Saite wieder oszillierend wird^ 
sobald man die Spannung Terringert nnd dadurch die Be- 
wegung verlangsamt. Eine derartige Erwartung scheint mit 
der Erfahrung im Widerspruch zu sein, die wir immer bei 
anderen OalTanometem, ja man darf sagen, die wir ohne Aus- 
nahme bei allen denjenigen Instrumenten machen, wobei 
schwingende Bewegungen beobachtet werden. 

Ich war gespannt auf das Ergebnis der Untersuchung 



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28 



und in der Tat wurden meine £rwartangen bestätigt. £in 
Quarzfaden, dessen Spannung so reguliert wurde, daß 1 mm 
bleibender Ausschlag einer Stromstärke von 2 x 10~'^ Amp. 
entsprach, zeigte beim plötzlichen Durchleiten oder Abbrechen 
eines Stromes (vgl. die Textfigur 2) eine Anzahl von Schwin- 
gungen. Durch Einschaltung einer Kapazität gleich 0,135/i/* 
wurde die Sewing ged&mpft» mud xwar dermaßen, daß die 
Grenze der Aperiodizit&t erreicht wurde. Darauf wurde die 
Saitenspannung genau Tiermal abgeschwieht, so daß 1 mm 
Ausschlag durch 6 x 10-^ Amp. ersengt wurde. Die Schwin- 
gungen kamen jetat wieder zum Vorschein. Und erst nach- 
dem die eingeschaltete Kapazit&t bis auf 0,40 /i/* vergrößert 
war, konnten die Schwingungen wieder zum Versdiwinden ge- 
bracht werden. Bei viermal geringerer Spannung, d. h. bei 
Tiermal größerer Empfindlichkeit^ mußte die Kapazität und 
damit der Betrag Ton T 2,96 mal vergrößert werden, um den 
Orenzwert der Aperiodizität zu erreichen. 

Die Beobachtungen mit anderen Quarzfäden, deren Span- 
nungen in verschiedenem Maße variiert wurden, ergaben immer 
ähnliche Resultate: bei starker Spannung wird ein geringer 
Betrag, bei einer schlaflferen Saite ein größerer Betrag von w' c 
erfordert, um eventuelle Schwingungen zu beseitigen. 

Hält man fr' unverändert, so hat man in einem Konden- 
sator, worin man mittels Stöpsel verschiedene Kapazitäten 
einschaltet — ähnlich wie die Widerstände eines Stöpsel- 
rheostaten — ein leichtes Mittel, den Grad der erwünschten 
Dämpfung genau zu regulieren. Und es ist merkwürdig, daß 
man eine um so germgere Menge des dämpfenden Mittels nötig 
hat, je weiter die Schwingungen über den Nullpunkt hinüber- 
schlagen und je länger sie anhalten, je größer also das Be* 
dttrfiois, zu dämpfen ist. Die Elrscheinung, daß man ohne 
irgendwelche Veränderung in den Übrigen Umständen anzu- 
bringen — nur durch eine Verringerung der Spannung, d. Ii. 
— wenn der Ausschlag gleich groß bleibt — durch eine Ver- 
kleinerung der bewegenden Kraft eine aperiodische Bewegung 
in eine schwingende verwandelt, steht ganz isoliert da, und 
hat, soweit mir bekannt ist, kein Analogon weder elektrisch 
noch mechanisch und ebensowenig in wissenschaftlichen Instru- 
anenten wie in der Industrie oder Technik. 

* 



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Mmpfung (ttxSUermuUr Gahfanometeraustehläff«. 29 

Wir wüDschen jetzt noch einige Messungsresultate mit- 
sateilen» die, obgleich sie den Mangel einer eiDfachen Formel 
nicht ersetzen können, doch dazu beitragen dttrften, die Me- 
tbode in ihrer Anwendosg besser kennen zn lernen. 

1. Vergrößert man die schon Torhandenen d&mpfenden 
Einflösse, s. B. Terst&rkt man die elektromagnetisdie Därnf^nng, 
indem man den Widerstand im GalTanometerfaeise verringert^ 
80 genügt beim selben QaanÜGiden ond bei nnTeränderter 
Spannung ein geringer Betrag von T, um den Gxenawert der 
AperiodisitiU zn erzielen. 

2. Bringt man die Veritnderang der elektromagnetischen 
Dämpfung, die durch einen Unterschied im Betrage von H'^ 
erzeugt vird, in Bechnung, so ist es weiter gleichgültig, wie 
man die einzelnen Faktoren to' und c wählt Wenn ihr Pro- 
dukt w' e ^ T nur einen unveränderlichen Betrag beibehält, 
wird auch der ilaiii|)l'eiide Kinlluß unverändert bleiben. Dieser 
wird also nur durch das Produkt T bestimmt. 

3. Ist die Quarzfadenbewegung schwingend und wendet 
man die Koudensatormethode an, indem man mit kleinen Be- 
trägen von T anfängt und allmählich mehr nimmt, bis mau 
den Grenzwert der Aperiodizität erhält, so wird man beob- 
achten, daß die Vergrößerung von T nicht immer eine regel- 
mäßige Vermebrung der Dämpfung zur Folge hat. Nament- 
lich Itei sch\vacber Quarzfadenspannung, wobei sich doch schon 
nicht mehr als ein paar kleine Schwingungen zeigen, sieht 
man eine Unregelmäßigkeit zum Vorschein kommen. Die 
HinzufQgang einer sehr geringen Kapazität kann dann sogar 
die Torhandenen Schwingungen ein wenig vergrößern. 

Ist einmal ein solcher Betrag von T angewendet, daß dio 
Grenze der Aperiodizit&t erreicht ist, so braucht man T nur 
wenig zu vergrSBem, um eine regelmäßige Kurve zu be- 
kommen. Bei weiterer Vergrößerung von T wird die Be- 
wegung dann immer mehr Terlangsamti wobei die regelmäßige 
Form der Kurve beibehalten bleibt 

4. (Im einigermaßen über den Betrag der Zeitkonstante T 
urteilen zu kOnnen, die in verschiedenen Umstftnden ftbr die 
Erreichung des Grenzwertes der Aperiodizitftt erforderlich ist^ 
geboi wir in untenstehender Tabelle die Ei^ebnisse einiger 
oben schon teilweise erwähnter tfessungen. 



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80 



in 

Ohm 

8S00 
8600 
8600 
8600 
17800 



in 
Ohm 



w 
in 



1 



I 



117000 
117000 
1,11 X 10» 
1887 
80000 



8000 
8000 
8580 
1148 
8420 



e 


T = u' e 


/ 


k 


in 


iuTausendst«! 


iuTauscndstel 


Dämpfuugs- 


Mikrof. einer Sekunde 

1 . 


einer Sekunde 


Verhältnis 

.. 


0,40 


8,2 


7,7 




0,185 


1,08 


2,7 


8,1 


0,12 


1,02 


2,64 


8,1 


0,66 


0,76 


2,7 


4,6 


0^05 


0,47 


1,41 


8,16 



Die fünf ersten Kolumnen obenstehender Tabelle bedürfen 
keiner näheren Erklärung: sie geben die Leitungswiderstände, 
die Kapazitäten und die Werte der Zeitkonstanten T an. Bei 
den genannten Werten von T wnrde gerade die Grenze der 
Aperiodizität erreicht. 

In den beiden letzten Reihen ist angegeben worden, auf 
welche Weise die Saite schwingt, wenn die Kapazität des 
Kondensators und damit also auch T=0 ist. In der vor- 
letzten Kolamne findet man die Periode t in Tausendstel einer 
Sekunde ansgedrUckt, während in der letzten Kolumne das 
DämpfuDgsyerhfiltnis A eingetragen ist^ Die Beobaobtungs- 
reihen sind nach den Werten von T angeordnet 

Schließlich mögen hier einige Bemerkungen über die Um- 
stände folgen, unter welchen die Kondon^atormethode prak- 
tisch mit Krfülg angewendet werden kann. Vorläufig wird 
diese Anwendung wohl auf solche Meßinstrumente beschränkt 
bleiben, die einen großen inneren Widerstand besitzen und 
eine kurze Scbwingungsperiode zeigen. Ein Galvanometer für 
Thermoströme mit kleinem inneren Widerstände und i^r »ßer 
«Scbwingungsperiode würde für die Dämpfung nach der Kon- 
densatormethode einen Kondensator Ton enormer Kapazität 
erfordern. Die leiclit regulierbaren Mica oder Papierkonden- 
satoren kämen dafür nicht in Betracht, weil sogar die grOfttea 
Modelle, welche sich im Handel befinden, noch hunderttausend* 
mal zu klein sein w&rden. Man mftßte also seine Zuflucht 
zu einer anderen Art Ton Kondensatoren, z. B. elektrolytischen 
nehmen, und man mOßte noch besonders untersuchen, inwiefern 
diese tatsächlich für den beabsichtigten Zweck praktisch 
branchbar gemacht werden können. 



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Dämpfung otzUUerender GidoanomeierauMehläffe, 



81 



Der Anfordenmg einer kurzen Schwingnngsperiode bei 
relativ hohem inneren Widerstaude genügt, soweit mir bekannt, 
außer dem Saitengalvanometer nur noch ein anderes Ldstru- 
ment: der OftsiUograph. Hierin findet die Dämpfung mit 
warmem Ol statt. Die Temperatur des Oles bestimmt seine 
Viekoeit&ty und die Begolierang der Dftmpfang irird im Osxillo- 
graph denn auch durch die ' Begnlienmg der Öltemperator 
«nielt 

Man Yerwendet auch wohl ein Gemisch ron swei Flflesig- 
keiten, von wehshen die eine eine große, die andere eine geringe 
Viskosität besitst Man wfthlt das Gemisch so, daß gerade 
die erwünschte Yiskositftt erzielt wird. Wir müssen es be- 
zweifeln, ob das Werkzeug an praktischer Brauchbarkeit ge- 
winnen würde, wenn man die visköse Flüssigkeit wegließe und 
durch einen Kondensator ersetzte. 

Im SaitengaWanometer wird die Kondensatormethode dort 
mit Erfolg angewendet werden, wo man Stromändemngen von 
f?ebr kurzer Dauer zu messen wünscht. Nimmt man einen 
sehr kurzen, stark gespannten Quuizfaden als Saite, ao wird 
man tatsächlich Ausschläge bekommen können, die an Ge- 
schwindigkeit nur wenig zu wünschen übrig lassen. Diese 
wären ohne Kondensator wegen der vorhandenen Schwingungen 
für viele Zwecke unbrauchbar, während sie jetzt durch eine 
zweckentsprechende Dämpfung für viele physische und elektro- 
technische üntersuchunp:en Nutzen haben können. Und dabei 
wird sich das Saitengalvanometer oei gleicher Ausschlags- 
^escli windigkeit als ein viel empfindlicheres Instrument zeigen 
als der Oszillograph. 

Auch bei einer Anzahl von elektro-physiologischen Unter- 
suchungen wird man aus der Kondensatormethode Nutzen 
ziehen können, während sie namentlich das Studium des 
Schalles erleichtem wird. Darüber hoffe ich in einem späteren 
AulMtse eine nähere Mitteilung zu machen. 

(Eingegaagen 23. Oktober 1»04.) 



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82 



8. Über die beim, Benetzen pulverförmiger Körper, 
insbesondere von Sand, mit Wasser auftretende 
Wär^netiinunfj , sowie Vntersuchtingen über das 
Verhalten von Wasser unter 4'^ bei diesem Vor^ 
gange; von Schwalbe*^) 

1. ittliitoBdM. 

Die Frage nach den Temperaturäiiderungen, welche Cre- 
stein durch Einsickern von Wasser eiTährt, hat in neuerer 
Zeit für manche geophysikalische Fragen, insbesondere fiir 
die Theorie der Eishöhleu Bedeutung gewonnen. Durch 
meinen Vater war, gestützt auf Versuche von Jungk (3), wo- 
nach Wasser unter 4*^ C, beim Eindringen in Sand eine Ab- 
kühlung veranlassen muß, sowie auf theoretische Erwägungen, 
die Ansicht Tertreten wordeUj daß dieser Prozeß bei der Bildung 
des EHses in den Höhlen eine Hauptrolle spiele. Allerdings 
standen den Versuchen Ton Jungk solche von Meissner (7) 
gegenüber, welche zu dem entgegengesetzten Ergehnisse ge- 
langten. Diese widersprechen aber so sehr allen theoretischen 
Erwägungen, daß mein Vater trotzdem glaubte, an seiner 
Theorie festhalten zu müssen und nur den Wunsch hatte, 
noch einmal selbst Versuche ausfthren zu können, welche 
seine Auffassung best&tigten. Leider ist er hieran durch den 
Tod gehindert worden, hk seiner Abhandlung: Über Eishöhlen 
und abnorme Eiisbfldungen nebst einigen Bemerkungen ttber 
Ventarolen und niedrige Bodentemperaturen (Gentraiorgan f. 
die Interessen des Bealschulwesens 10. p. 602) faßt er seine 
Theorie der Eishöhlen folgendermaßen zusammen: Faßt man 
hiemach die gesamte Erscheinung ins Auge, so wfirde sich 
eine Theorie ergeben, die hypothetisch als KSltequelle nur das 
Durchsickern des Wassers durch bestimmtes poröses Gestein 
enthält und in kurzem Umrisse folgende Erklärung ergibt: „Bei 
den Eishöhlen wird, um bei dieser Erscheinung zu beginnen, 
im Winter die Eisbildung für gewöhnlich nicht stattlinden, 
denn das Durchsickern findet nicht statt; wohl aber kann 

1) Die litemtur befindet sieh am SfiUoMe des Testes. 



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Benagen fmbterfSrmigtr Körper eie. 



35 



durch das Einsinken der kalten Luft (Grotten von Vergy und 
St. Georges) Eis allerdings in geringerem Umfange gebildet 
werden, während bei Grotten, wo dies Einsinken erschwert 
isty die Hölüe durch die nun zur Geltung kommende Boden- 
temperatur erwärmt wird. Im Früiyahr ist der Sickerprozeft 
am stärksten; die dadurch erzeugte Abkfihlnag bringt die so 
wie so niedrige Bodentemperatur noch weiter herab. Die 
Luft in der Höhle ist noch kalt, nnd so wird das Wasser, das 
in dem £apillanranm nicht aom Gefrieren kommt, so wie es 
an die Luft tritt, da es wahrscheinlich tlberkftltet ist, fest 
werden. Ekwaige Verdunstung wird dies anterstntzen, die 
aber bei der niedrigen Temperatur, die das Wasser besitst^ 
überhaupt nur gering sein kann. Im Sommer geht dieser 
ProseB weiter, muß aber abnehmen, da mehr W&arme hinn- 
gefthrt wird; die Lnft in der Hdhle wird also tod dem Felsen 
aas abgekfthlt; im Herbst und Sp&tsommer läßt das Diirdi- 
dringen nach, die fiodentemperator nnd zugeleitete Sommer- 
w&rme&ngt an in ftberwiegen, und die Eisbildungen schwinden. 

Bei den Eislöchern ist der Prozeß ähnlich und noch viel 
lebendiger. Das in das Gestein eindringende Wasser bewirkt 
die Abkühlung desselben und infolgedessen entsteht kalte Luft, 
die nnch unten sinkt, und der untere Geröllhaufen wird mit 
Eis ungefüllt; in dem oberen Teile sinkt das Wasser schnell 
hindurch und die durchstreichende, nachsinkende warme Luft 
läßt es nicht zur Eisbildung kommen. Im Herbst ist der 
ganze Berg mit gleichmäßig temperierter Luft, die von außen 
eingesunken ist, durchzogen. Tm Winter wird kalte Luft ein- 
dringen, diese wird in der Tiefe durch die jetzt das Über- 
gewicht gewinnende Bodentemperatur erwärmt und oben heraus- 
dringen; da die Geröllfehler tief hinabreichen, wird die aus* 
strömende Luft sogar eine höhere Temperatur haben können. 
Daß im Sommer Abkühlung durch Verdunstung und Strahlung 
die Eisbildung wiederum begünstigen kann, ist selbstverständlich. 
Aufgekllbrt ist der Verlauf der Eisbildung im Frühjahre noch 
nicht, namentlich wann dieselbe beginnt und w^ann sieh die Luft- 
strömungen einstellen. Jede groAe Geröllanhäufimg aus porösem 
(jesteine müßte angefeuchtet die Zirkulation ergeben. Vor 
allem wikrde aber sü konstatieren sein, ob beim Durchdringen 
des porOeen Gesteins durch Flüssigkeiten Abkülilnng entsteht/* 

AmdM dar nyrik. IT. fMft. 16. 8 



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84 



G,8ekioaib0. 



Zur experimentelleD Erledigung dieser Frage soll die vor- 
liegende Abhandlang einen Beitrag liefern; gleichzeitig ist die- 
selbe aber ausgedehnt worden zu einer allgemeinen EiZperi« 
mentaluntersuchung über das thenniBohe Verhalten von Wasser 
beim Einsickern, in poröse Körper und zwar sowohl in qnali- 
tativer wie in quantitativer Hinsicht 

2. IdteraciaohM und Hiatoriaohes. 

Daß bei der Absorption des Wassers durch feste poröse 
Körper eine Änderung der Temperatur derselben stattfindet, 
ist eine Tatsache, welche bereits Pouillet (1) im Jahre 1822 
nachgewiesen hat, und zwar zeigte er, dafi bei diesem Yorgange 
Temperaturerhöhung eintretOi deren Grad mit der chemischen 
Beschaffenheit des Körpers in Zusammenhang zu stehen schien. 
Eine hiermit im Zusammenhang stehende Beobachtung hat 
qpftter Ventzke (2) gemacht, welcher bei einer Vermischung 
Ton Knochenkohle mit einer Bohrzuckerlösung von 1,3 spezi- 
fischem Gewidit und 86 — 99^ eme bis zur Explosion gesteigerte 
Erw&rmung beobachtete. Wenn die Versuche Pouillets in- 
dessen auf eine chemische Tätigkeit als Ursache der Wärnio- 
entwickelung hinwiesen, so lehrte die meines Wissens zuerst 
von J u n g k (3) erkannte Tatsache, daß auch bei der Absorption 
des Wassers durch reingewascheuen, trockenen Flußsand eine 
Temperaturänderung eintritt, daß dies nicht der Grund der 
Erscheinung sein könne, da bei diesem Prozesse überhaupt keine 
chemische Reaktion eintreten kann. Die einzige Art der Er- 
klärung, welche somit noch übrig bleibt, ist die, mechanische 
Arbeit, wie sie z. ß. zur Verdichtung einer Flüssigkeit nötig 
ist, als Ursache anzunehmen. Es hat nun auch G. Rose (4) 
gezeigt, daß eine solche Verdichtung des Wassers an der Ober- 
fläche fester Körper sich sogar bei genauen Wägungen be- 
merkbar machty indem sich für ein und denselben Körper ein 
um so größeres spezifisches Gewicht ergibt, in je feinerer 
Verteilung man denselben wägt. Diese Tatsache ist daraus 
zu erklären, daß die ÜBsten Körper an ihrer Oberfläche das 
Wasser verdichten, und zwar um so mehr, je größer ihre Ober- 
fläche ist. Die Tatsache ferner, daß sich an den Grenzflftohen 
Ton Flflssigkeiten eine sogenannte Flflssigkeitshaut bildet, in 
welcher die «nzelneii Moleköle sich viel weniger leicht gsigen« 



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einander verschieben lassen, weist ebenfalls auf eine Verdichtung 
der Flüssigkeit an diesen Stellen hin. Noch andere Tatsachen 
sprechen daf&r: Wasser in freien Tröpfchen und in engen Glas» 
röhren friert nm so schwerer, je kleiner der Dnrehmesser der- 
selben ist, wie MouBson und Dufonr (5) gezeigt haben. Dies 
deutet offsnbar eine Yerdichtiing des Wassers an den Grensflftchen 
an. Denn J. Thomson hat theoretisob, nnd W. Thomson (6) 
experimentell nachgewiesen» daß der Gtofrierponkt des Wassers 
imter höhefem Draoke, also bei Verdichtong des Wassers sinkt 
Th omson hatte nnn ans der Temperatnnrerftnderang des Wassern 
bei plötilicher Dmokftndening ans der meohanischen W&rme- 
tbeorie eine Formel abgeleitet nnd fdtr eine Dmckrennehrnng 
▼on 10 Atm. bei Wasser ron 0* nnr eine Temperatoremiedri- 
gung ron 0,005® C. und bei Wasser ron 100® eine Temperatur^ 
erhöhnng von 0,078^ C. gefanden. Diese Resultate wftren f&r 
eine weitere Untersuchung der Frage entmutigend gewesen, 
wenn nicht die Experimente von Pouillet, welcher Änderungen 
vuu U,2 bis Ü,Ü" C/. fand, auf eine so große Kraft der Adhäsion 
gedeutet hätten, daß die Möglichkeit einer experimentellen 
Erledigung der Frage dennoch erwartet werden konnte. Jeden- 
falls stehen diese Versuche von Thomson qualitativ in Ein- 
klang mit denjenigen von Jungk, welcher für Wasser unter 4** 
bei Kompression durch feste , poröse Körper Temperatur- 
erniedrigung , für Wasser über 4^ Temperaturerhöhung fand. 
Dies steht durchaus in Einklang mit der Theorie, wie später 
gezeigt werden soll. Um so auffallender ist es daher, daß 
Meissner (7) bei Versuchen mit Kieselsäure und Wasser in allen 
Fällen Temperaturerhöhung gefunden hat. Spätere Arbeiten 
Ton Gore(8) und (9), Martini (10), Ercolini(ll), Bellati nnd 
L. Finaisi(ld) bestätigen dnrchans die Tatsache^ daß beim 
Benetzen von porösen Körpern Temperatorerhöhnng eintritt 
▲nf das Verhalten des Wassers bei Temperaturen nnter 4^ 
gehen aber die meisten dieser Antoren nicht ein. Lagergren(12) 
spricht ant Grand der Annahme, daß bei der Benetsnng fein 
▼erteilter Körper Druckkräfte ?on Tausenden ron AtmospUhvn 
auftreten, nnd auf Orand der ron ihm dnichgeftlhrten Rech- 
nungen eben&Us die Vermutung aus, daß die Temperatur- 
tnderung als Folge einer Kompression der benetsenden Flüssig- 
keitsscfaicht durch den festen KOrper anfeu&ssen ist 

8* 



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86 



(?. Sekwalbe. 



Gore (8) nimmt als Ursache der firscheiDirag keise Kom* 

pression an, sondern: 

1. Die Vereinigimg des Wassers mit dem Pulver. 

2. Die Vereinigung der gelösten Substanz mit dem Pulrer» 

3. Die Trennnng'^^der Luftschicht von demselben. 

Die Versuche von Martini haben eigeben, daß allgemein 
die größte W&rmeentwickelnng stattfindet, wenn die Wasseiv 
kapuzit&t der Substanz gerade ges&ttigt ist, und daß die 
W&rmemenge nahezu proportional der absorbierten Flttssig- 
keitsmenge ist* Ferner hat er die Ansidbt ausgesprochen, daß 
die Wftnneentwickelung zum Teil daher rtthrt, daß das der 
Oberfläche unmittelbar anliegende Wasser in den festen Aggre« 
gatszustand tibergeht. Jedoch wird diese Ansicht durch die 
Versuche vouBellati und Finazzi (13) nicht bestätigt. Schließ- 
lich seien hier noch die Versuche von Parks (10) erwälint, 
welcher eine Beziehung gesucht hat zwischen der Größe der 
\\'ärmemenge, welche beim Benetzen eines pulverlörraigen 
Körpers entwickelt wird, und der Große der Oberfläche des 
benetzten Körpers. Er findet, daß. wenn Kieselsäure, 8and 
oder Glaswolle bei derselben Temperatur mit Wasser in Be- 
rührung gebracht werden, die entwickelte Wärme der Ober- 
fläche des der BtMietziing unterworfenen Körpers proportional 
ist. Ferner hat Parks untersucht, in welcher Weise sich die 
Wärmeentwickelung mit der Temperatur ändert. Er findet, 
daß die entwickelte Wärmemenge der absoluten Temperatur 
annähernd proportionaL ist. 

8. TheomtUobM. 

Schon aus dem Torhergehenden wird man den Eindrucl^ 
gewinnen müssen, daß die Annahme, die Temperaturänderungen 
beim Benetzen entstehen durch Kompression, am meisten für 

sich hat. Unter dieser Annahme muß aber bei Wasser unter 
4* eine Abkühlung eiiitruteu, wie aus folgender i]etrachtung 
hervorgeht: Wird eine Flüssigkeit komprimiert, so gilt unter 
der Voraussetzung eines adiabatischen Prozesses nach W. Thom- 
son die folgeiiiie Beziehung zwischen Druckzunahme und Tem- 
peraturäuderuug : 

ät «= -p— '" -dpt 



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jBenetge» jndverfarm^er K9rper eie. 



ZI 



wo dp die Änderung des Druckes, t diejenige der Temperatur^ 
T die absolute Temperatur, a den wahren kubischen Aus- 
MunmgBkoefdzienteny JE das mechaniaehe Wärmeäquivalent, 
Cj, die spezifische Wärme bei konstantem Drucke, die Dichte 
der Substanz bei 0® bexeiehnet Hierans folgt: 

Handelt es sieh also um Wasser, so folgt, dafi eine Ver» 
dichtung desselben zwischen 0 und 4^ wo a negatir ist, eine 
AbkOhliing, Aber 4* eine firwSrmang rar Folge haben mufi. 
Diese theoretische Sehlttßiblge erscheint durdi dieKompressions* 
Tersuche ?on Joule (1 7) bestfttigt worden. Allerdings hat Joule 
nur Drucke bis zu 26,19 kg auf Iqcm angewendet, wfthrend 
hier weit höhere Drucke in Betracht kommen. Setzt man 
nSmlich, um sieh hienrou eine Vorstellung zu machen, mit 
Meissner (p. 18, Anmerkung) in dwfdrdp geltenden Formel 
rf*=4,5^ c^=l,0006, «0=0,0001 kg, ^=10,7«, also 288,7 
«=0.00011, so ergibt sich ein Druck von 6110,6 kg auf 1 qcm 
oder von 5918,6 Atm. 

4. Sif«ne Venuolie, 
•) Methode. 

Zur Prüfung der vorliegenden Frage wurde folgende Me- 
thode eingeschlagen: Die Temperatur des zu prüfenden Ge- 
misches wurde mit einem Thermoelement (Kiipfer-Konstantan- 
element) gemessen. Um die jeweilige elektromotorische Kraft 
zu bestimmen, wurde ein d'Arson valsches Galvanometer nach 
Einschaltung eines geeigneten Widerstandes zur Anwendung 
gebracht Es wurde nun zunächst die absolute Empfindlich- 
keit dieses Meßapparates geprüft, indem die elektromotorische 
Kraft eines genau geprüften Volt-AmperemeterB mit deijenigen 
des Thermoelementes bei Terschiedenen Temperaturen ver- 
glichen wurde. Letztere wurden dadurch erzielt, daß die Löt- 
stelle sowohl mit sehr kaltem, als auch mit sehr warmem 
Waaser hintereinander in Berührung gebracht wurde. Durch 
einen gleichzeitig eingeschalteten Widerstandskasten konnte 
die Empfindlichkeit innerhalb gewisser Grenzen reguliert werden. 
Man findet so eineraeits welcher Stromstteke, andererseits 
welcher TemperatoxdifEerenz eine bestimmte Anzidil von Skalen* 



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G.Sckwaiie. 



teilen am Galvanometer entsprechen. Aus dem Vergleich 
beider Messungen berechnete sich die absolute Emptindlich- 
keit derart, daß 1» C. einem Werte ?on 0,000000186 Amp. 
entsprach. Die Vennebe wurden nun in der Weise angesteUt» 
daß sowohl das m nntersachende Polver, als auch 4m Wasaeri 
mit dem es vermengt werden sollte, in ein gemeinsames 
Wasserbad gestellt wurden, so daß nach längerem Stehen 
sowohl Wasser als auch Pulver die gleiche Temperatur an* 
nehmen mnfiten. Auch wurde die Gleichheit der Temperatur 
themometrisch festgestellt Nun wurde die Lötstelle del 
Thermoelementes mit dem Polyer bes. dem Wasser in Be* 
rOhmng gebracht und die ElinsteUung dos Oalfanimieters ab* 
gewartet; hierauf wurde schnell , so daß eine Temperatur« 
Änderung ausgeschlossen war, das Wasser zum Pulver bez. das 
Pulver zum Wasser geschüttet und der ▲usschlag beobachtet 
Es lieft sich sodann berechnen, welcher Temperaturinderung 
derselbe entqurach. Bei den Versuchen bei niedriger Temp 
peratur wurde das Wasseibad lingere Zeit bei i^ostwetter 
ins Freie gebracht, so daß ein Gtomisdi Ton Eis und Wasser 
entstand. Es wurde auf diese Weise für die Dauer eines 
Versuclies eine genügende Temperaturkonstanz erzielt. Auch 
dadurch, d^iL'» das ganze Wasserbad in Eis oder Schnee gepackt 
wurde, ließ sich dieser Erfolg erlangen. In letzterem Falle 
konnte sogar eine bessere Wärmeisolation in der Weise er- 
reicht werden, daß das Gefäß mit Schnee in ein Luftbad ge- 
bracht und dieses ganze System abermals in Schnee eingehüllt 
wurde. Bei den (juantitativen Versuchen wurden natürlich 
abgewogene Mengen von Subst^mz und Wasser vermischt. Als 
trockene Substanz wurde nicht nur Glaspulver und Kiesel- 
säure wie bei Meissner verwendet, sondern auch gewaschener 
Seesand, ausgewaschener Ballastsand und Maurersand. Natür- 
lich wurde durch Ausglühen der Substanz dieselbe völlig 
wasserfrei gemacht Die Konstanz der Temperatur wiüirend 
eines Versuches war in allen FftUen eine gute. 

b) Versuche qualitativer Art. 
1. Venuobe mit Wasser über 0* 
In Übereinstimmung mit der Theorie, sowie mit sämt- 
lichen firiUieren Versuchen auf diesem Gebiete, ergab sieh beim 



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Ben/eigm ptdverförmigtT Karptr eie» 89 



Mischen i<m Kieselsäure sowie Sand mit Wasser von gleicher 
Temperatar deutliche Sirwftrmiing. Um die« festsnetellen, wurden 
ftr jede Substanz mehrere Versuchsreihen angestellt, welche 
sämtlich zu dem gleichen Ergebnisse führten. Ich begnüge 
mich daher damit, fllr jede Substanz je eine Versuchsreihe 
anznfilhren. Bemerkt sei^hier gleich, 'daß die Versuche mit 
OlaspulTcr in Übereinstimmung mit Meissner überhaupt keine 
Reaktion ergaben, weder über noch unter 4^ Es ist in der 
folgenden Übersicht daher nur^ Kieselsäure, gewaschener See- 
sand, ausgewaschener Ballastsand und Uanrersand berück- 
siditigt Bei allen folgenden Angaben bedeuten zunehmende 



Skalenteile Erwärmung, 


abnehmende 


Skalenteüe 


Abkühlung. 




Stand des Galvanometen 


Temperatur 
•0. 


SnbitSDB 


▼or der 


nach der 


— 


Mischung 


Miachaog 






55,8 


58,1 


16,3 


Secsaud 


32,0 


35,0 


16,8 




84,2 


34,» 


17,2 




48,8 


49,1 


17,5 



Diese Zahlen sind durchaus in Überemstimmung mit allen 
bisherigen Erfahrungen. Es kann daher sofort zu den Ver- 
suchen mit Wasser unter 4*^ übergegangen werden. 



2. Versuche mit Wasser unter 4*C. 

Zur Erläuterung derselben mögen folgende Versuchsreihen 
angeführt werden. Um jeden EinHuß etwaiger Temperatur- 
ftnderungen auszuschließen, wurde die beschriebene Methode 
in der Weise modifiaiert, daft nach der Mischung des Wassers 
mit dem PuItot die LStatelle noch einmal in das nicht mit 
dem Pulter Termischte Waaser getaucht wurde, sodann wieder 
in die Mischnng etc. W&hrend im enteren Fatte stets Ab* 
ktthlung eintrati erfolgte bei Berührung mit dem nuYermischten 
Wasser wieder Erwinnung, sodann wieder Abkühlung etc., 
wie es die Theorie erlofdert Auch entsprach die Tatsache 
der Theorie, daB sich bei 8,9* (also rund 4^C) überiianpt 



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40 



0. Sekuaike, 



keine Reaktion zeigte. Ee mdgen nun folgende Vennohsreihen 
angeführt werden. 



Sobatanz 


1 Kieeel- 
■ftnre 

! 


Kiesel- 
•ftnre 


Kiesel- Kiesel- 
sKore sSnre 


Temperat ur |' 1 ,6 bis 2,Ö ^ 2,6 bis 8,4 | 0,55 


0,00« c. 


Lötstelle nur im Wasser . . 
„ im Gemisch . . . 
„ imi im Waner . . 
f, iiB Qwilich ... 
„ nur im Warner . 

im Gemisch . . . ' 


246,2 247,3 
' 244,2 , 246,3 

246,S - 249,4 
. 244,8 1 247,2 
1 1 249,7 
1 ; 248,0 


259,8 
259,2 
258,8 
258,8 
258,8 
257,8 


256,2 

256,8 
255,2 
258,8 

255,0 


Mittel i^^^'^ mir im Waawr 
^ l 0 im Oemiteli 


1 246,2 
1 244,5 


248,8 
247,2 


259,8 
258,4 


256,4 
855,4 


Substanz 


Seesand 


^ Ballast- 
•Mia 


Maurer- 
sand 


Temperatar 0,85 

IL 


Ü,üO 


2,8 


8,0» C. 


L0tolelle nur im Waaaer . . 

„ im Gemisch . . . 
„ nnr im Wasser . . 

„ im Gemisch . . • 
1, nur im Wasser . • 
1, im Gemisch ... 
nur im Waf<ser . . 


259,6 
257,9 

257,8 
I 257,2 
' 258,1 
" 257,3 

258.8 


256,0 
258,0 

256,8 
254,0 
258,0 
254,0 
259,2 


270,2 
270,0 


869,9 
269,0 


pi^^l f Lötstelle nur im Wasser 
l II im Gemisch 


258,6 
, 257,5 


257,5 
203,7 


270,2 
270,0 


269,9 
269,0 



Man sieht in allen F&Uen durchgängig dio Tatsache be- 
stätigt, daß, wenn Wasser unter 4° in porOse Körper eindringt, 
auf jeden Fall eine Abkühlung erfolgt, was mit den Forderungen 
der Theorie sowie mit den Versuchen, namentlich Jungks, 
übereinstimmt Dagegen scheinen die Beobachtongen Meissn ers 
mit Eiesebinre diesen Ergebnissen an widersprechen. Es muß 
aber erwogen werden, daß Meissner lediglich Beobachtungen 
mit Kieselstare mitgeteilt hat und daß auch er, wenn das aus 
Eieselstare und Wasser bestehende Qemisoh nicht besttodig 



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BmiMtten puherfdrmiger Kwper eie» 



41 



durch Umrühren in Bewegung erhalten wnrdey starke Ab> 
kahlungen beobachtete. Jedenfetlls Bchetnen die Torliegenden 
Verauohey welche bei jeder sich darbietenden Gelegenheit ans- 
geAlhrt wnrden, da sie sich anf rersohiedene porOte Substanzen 
beäehen, in dieser Hinsicht eine etwas weiter gehende Gttltig- 
keit beanspruehen zu dflrfen als die Meissnersehen. Eine 
Eigentflmliflhkeit im Verhalten der Eieselstare mnß noch 
hervorgehoben werden. Schattet man nftmlidi Wasser zor 
Kieeels&ore, so kann aneh bei nnter 4* G. im ersten Augen- 
blidn eine minimale Brwftrmnng sich geltend machen, welche 
aber sehr schnell anfhört nnd in Abktthlung übergeht. Man 
kann sich vorstellen, daß im ersten Augenblick infolge des 
plötzlichen Eindringens des Wassers die Luft stark komprimiert 
wird, während erst später, weiiu die Kompression des Wassers 
zur Geltung kommt, eine Abkühlung eintritt. Dementsprechend 
trat die Erscheinung dann auch nicht ein, wenn umgekehrt 
die Kieselsäure zum Wasser geschüttet wurde. 

c) Versnche quantitativer Art. 

Es wurden zunächst einige Versuche angestellt, um den 
Einfluß 1. der freien Oberfläche des Sandes, 2. der Temperatur 
auf das Resultat festzustellen. Es wurde daher mit einem 
Reagensglas von 2,5 mm Durchmesser eine Versuchsreihe an- 
gestellt und sodann eine andere, bei welcher sich der Sand 
in einem Becherglase von 6 mm Durchmesser befand. In Über- 
einstimmung mit Parks wurde gefunden, daß bei größerer 
OberÜäche anch die Wärmeentwickelung größer ist Ebenso 
haben die Versuche bei verschiedenen Temperaturen ergeben, 
daß mit zunehmender Temperatur auch die Wärmeentwickeinng 
zunimmt Dies £rgebnis ist jedenialls in Übereinstimmung 
mit den schon erwähnten Besnltaten Yon Parks. Diese Fragen 
hier noch eingehender tn nntersuohen, erschien schon ans 
dem Qmnde nicht erforderlich, weil dieselben Yon Parks, wie 
bereits eingangs dargetan wurde, anch qnantitatiT sehr genau 
nntersncht worden sind. Es sdiien aber doch angebracht zu 
sein, noch einmal orientierende Versuche in dieser Hinsicht 
anzustellen, um die Bedingungen festzulegen, unter denen die 
nachiblgenden quantitativen Versuche ausgeftthrt werden konnten. 
Es wurden bei denselbeii stets Beagensglftser von nahezu gleicher 



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42 



G. Schwalöe. 



Oberfläche verwendet; außerdem wurde meist bei Temperaturen 
gearbeitet, welche der Zimmertemperatur möglichst entsprachen. 
Bei Temperaturen unter 4'^ gelang es nicht, gute quantitative 
Versuchsreihen zu erhalten, da die Temperatur für diesen 
Zweck nicht lange genug konstant erhalten werden konnte, 
indem die Zeit, welche für einen quantitativen Versnoh er* 
forderlich ist, eine bedeutend längere ist als diejenige, die ein 
qualitativer Versuch in Anspruch nimmt In den folgenden 
Tabellen sind unter dt die beobachteten Temperaturiaderungen, 
unter Q die hieraus berechneten Wärmemengen an%efiUirt. 
Letztere sind nach der Formel: 

Q =:{w + h,s)dt 

berechnet, worin iv die Gewichtsmenge Wiisser, k die Gewichts- 
menp^e pulverisierter Substanz, s die spezifische Wärme der 
let/.tei(»n bedeutet. Es mögen nunmehr hier die q^uantitativen 
Verbuche in tabellarischer Form folgen: 




Q re<luziert 
auf 10 g I 
Substanz | 



1. Seihe. tO g gewatehener fle e w u a d genüteht mit: 



1,0 g Waaaer 


78»0 


0,26 


0,6 




7S,5 


0,86 


1,0 


%0g „ 


78,8 


0,48 


1.8 


S|&g n 


74,0 


0,47 


1.» 


8,0 g „ 


74,0 


0,47 


1,6 


4,0g n 


78»7 


0,40 


i.e 



Nellbga - 71,8 
* - 9,0« 



8. Bcihe. Kiesebliin. 
10 g Kiflselsliue bei 16,8* OL, gemischt mit: 



5 g Wm 
10g „ 
15g n 
80g 



I, 



1 



57,8 
58,0 
58,8 
57,8 



I 



0,27 
0,80 
0,88 
0,88 



1,89 
8,60 
5,44 
6,16 



Nalliage »= 65,8 



8. Beihe. 10 g ausgewaaeheDer BaUattnad, 
bei 17,8« O. gemischt mit: 



1 g 


Wasser 


84,5 


0,06 


0,8 


^ g 


«, 


84,8 


0,16 


1,1 


10 g 


1, 


1 84,8 


0,19 


1,4 


80g 


1, 


i 84,5 


0^08 


M 



NuUlage =- 84,8 



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Bgimtxm jnUoerfarmufer Korper eie. 48 

4. Reihe. 10 g trockener Maureisaiid bei 17,5<'C. 



Gemischt 
mit 



OaIvanom«;ter 

liöt^Ue nur Lutätelle im 
im Waaser. Gemisch. 



Mittel der Be- 



HittalderBe- 



dt 



obaehtaogen obachtungen 



s a 

S CJ 



1 z 


Waaacr 


48,5 


49,1 


0.1. '^ 


0,39 




Lötstelle des 


5 g 




'18,3 


49,0 


0,15 


1,05 




Thermoelementei 




>f 






Hbwechaefaid 


10 - 


iy 


46,2 




0,11 


i,:i2 




im Waaser und 




«* 


48,2 


4ä,6 


.0,00 


1,Ö3 




im Gemisch. 



Diese quantitatiTen Yersuolie geatatttii Tor allen Dingen 
die Beantwortung der Frage: „Wieviel Waaser maß man an 
der piilyerisierteii Substanz binzufUgen, nm das Anitreten einer 
mO^dist großen Wftrmemenge zu erzielen?^' In der Tat wir4 
man l>ei Betraohtnng der Beihen seheni daß die Grwfirmnng 
ftbeiall, nachdem sie bei einem gewissen MisehnngsverhUtnis 
«n Maximum errsicbt bat, bei Hinzufügen Ton noch mehr 
Wasser wieder abnimmt Das HBschnngsTerhältnis nun, weLehes 
das Auftreten einer möglichst großen Wärmemenge bedingt, 
berechnet sich nun für die einzelnen Beohachtungsreihen be- 
zogen auf je 10 g Substanz foigeudei maßen: 

Anzahl von Gramm Wasaer 
auf je 10 g Subetaoz 



Art der SnlMtaiiB 



>18 
10 
>10 



GewRso lauer Seeaanü 
Kieselsäure 

Ausgewaschener Ballaetsand 
Trockener Mmtrenfend 



Man ersieht hieraus, daß die einer Substanzmenge von 
10 g entsprechende Wassermenge eine sehr verschiedene ist. 
Dieselbe ist bei gewaschenem Seesand besonders itlein, bei 
Kieselsäure bei weitem am größten. Für den benutzten 
gewaschenen Ballastsand ergab sich, daß das günstigste 
Mischungsverhältnis dann stattfand, wenn von Wasser und 
pulTerisierter Substanz gleiche Gewichtsmengen gemischt 
wurden. Die gefundenen Zahlen scheinen nun ein Maß für 
die Grobkömigkeit^) der Substanz zu geben. Die sehr fein« 

1) Über den Einfloß der Grobkörnigkeit siehe auch die hierauf be- 
sOglifiben Untenocliaiigeii toh W. Spring (LitaiatarvsrMiohnis Nr. Ifg^ 



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44 



G, Sebwaibe. 



körnige Kieselsaure braucht auch bei weitem am meisten 
Wasser lür das Zustandekommen des günstigsten Mischungs- 
verhältnisses. Weitere quantitative Gesetzmäßigkeiteu iießea 
8ich aus den vorstehenden Versuchen nicht ableiten. 

5. Allgemeine ZusammenfasBung der Ergebnisse. 

AU allgemeine Ergebnisse der Torstehenden Untersuchung 
kann man folgende Sätse ansehen: 

1. Beim Benetzen von Sand oder Kieselsäure mit Waaser 
entsteht bei Temperaturen über 4^ Erwärmung. 

2. Beim Benetzen Ton Sand oder Kieselsfinre mit Wasser 
entsteht bei Temperaturen unter 4® Abkühlung. 

8. Die quantitativen Versuche ergaben bei einem be- 
stimmten MisobungsverhSltnis ein Maximum der Temperatnr- 
ftndenmg. Die größte entwickelte Wärmemenge wurde beob- 
achtet beim Mischen von 10 g Kieselsäure mit 20 g Wasser 
bei einer Temperatur von 16,8^(1; sie betrug 6,16 g-oal. 

4. Bei genau 4^ tritt beim Benetzen von Kieselsäure oder 
Sand mit Wasser der Theorie entsprechend keinerlei Tem- 
peraturänderung ein. 

üm noch ebmal auf die eingangs erwähnte Bishöhlen- 
theorie meines Vaters zurückzukommen, so dürfte durch diese 
Versuche dargetan sein, daß die physikalische Grundlage, auf 
welcher er seine Theorie aufbaute, eine durchaus richtige ist 
und daß daher auch kein Grund vorhanden ist, dieselbe aus 
physikalischen Gründen in Zweifel zu ziehen. 

Die Torstehenden Versuche wurden im physikalischen 
Laboratorium der landwirtschaftlichen Hochschule lu Berlin 
im Winter 1008/1904 ausgeführt. Hm. Prof. Börnstein 
mochte ich auch an dieser Stelle meinen Dank für die viel- 
fachen Anregungen, sowie für das Interesse aussprechen, welches 
er während der ganzen Untersuchung dem Fortgang der Ar- 
beit entgegengebrachte. Ebenso möchte ich es nicht unter- 
lassen, Hrn. Dr. Volkmann ftir die zahlreichen Katschläge 
in experimenteller Hinsicht zu danken. 

1) Die Eisböblenfrage wird auch iu einer Abhaudlung von A. iv i r a c h - 
«man (Lttemtarreneiobiiis Nr. 14) kars behaadelr, doeb findet sieh in 
denelben kebi« Erflrtamiig der vontebendeo Theorie. 



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Benetzen puloerfamU^er Körper ete. 



45 



litentnr. 

1) C. S. M. Pouillet, Gilberts Ann. 78. p. 856; Sehweigg. Joom. 
1882; Ann. de Chim. et de phys, 20. p. 141. 

2) Ventzke, Dinglors Joum. 129. p. 144. 

3) C. G. J uugk, Übi r die Tcuiperaturerniedriguug bei der Absorption 
des Waaeen dttrch feste, pordM KSrper. Pogg. Ann. 185. p. fi99— 80S. 18«&. 

4) G. Rose, Über die FeUer, welehe in der Bestiminung der spesi* 

fischen Gewichte der Körper entstehen, wenn man dieselben im Zustande 
der feinsten V'erteilang wfigt Pogg. Ann. 73« p. 1—18; Poljt. CentralbL 
1048. p. 171. 

5) BeobtehtnngeD ▼on A. Honsson (Pogg. Ann. 10&. p. 161) und 
L. Dafonr (Pogg, Ann. 114. p. 680). 

6) W. Thomeon, Pogg. Ann. 81. p. 161. 

1) F. MciBsner, Über die beim BenoTzoji pulverformiger Körper 
auftretende Wärmetöuung. Inaug.-I>i^s. Straasburg iö86. Mit einer TnfiBL 
Druck von Metzger & VVittig, Leipzig. 

8) G. Gore, Chtoges of tempemture cnued by eonttet of Itqoids 
with powdered silica. Proc. Birmingham PhlL Soe. (t) 9« p. 240. 1898; 
FhU. Mag. (ö) M. \^ 30»;— 316. 1894. 

9) Ergänzung zu H. Phil. Mag. (5) 44. p. 205—206. 

10) T. Martini, lutomo al calore che si svolge nel bagnarc le 
poWeri. Knove ikherdia termomctriehe e ealorimetrielie. Cim. (4) 7« 
p. 396—402. 1898; AttiIat.Ven. (7) 9. p. 927->966. 1897/98; Fortodir. d. 
Phys. Abt 1. 1898, p. 219. 1899, p. 248. 

in Ct. Ercolini, Wfirmeentwickolunfj heim Rcnetzen pul verförmiger 
Körper (zwei Arbeiten). (Calore svolfo m-i bagnare le polveri.) Cim. (4)9. 
p. 110—116. 1899; I.e. p. 446— 448; Fortschr. d. Phys. Abt 1. p.280. 1899. 

12) 8. Lagergren, Über die htSm Benetaen fehi Yerteilter Körper 
auftretende Wärmetouung. Beb. Sv. Vet. Ak. Handl. (2) 24» Nr. 6^ 14 pp. 
Ib99: Fortschr. d. Phys. Abt. 1. p. 230. 1899. 

13) M. Bellati ti. L. Finazzi, Sul calore che si prodTin- bapnando 
le polveri. Sep.-Abdr. Atti di V'eueto 61. p. 503-524. 1902; Fortacb. d. Phys. 
See. Jnoe 1902; Obern. Newa 86* p. 21. 1902; Proe. Pbya. See. 18. 
p. 253—269. 1902; Phil Mag. (6) 4» p. 240—258. 1902; Fortacb. d. Phys. 
Abt. 2. p. 80fi— 307. 1002. 

14) A. Kirsch mann, Über EisjL't^winnung und kfinstliche Ver- 
gletscherung. Physik. Zeitschr. 4. Nr. 27. p. 797—799. 19U3. 

15) W. Spring, Binige Untersneliangen über die Dorehtrlnkang 
dea Saadea dnreh PlQssigkeiten nnd Gase, sowie Aber seine Saclcang, 
(Sep.-Abdr. aus Bull. d. Soe. Belg. d. G^l. 17. p. 13—33. 1908); Beibl. 
28. p. 92 — 93. 1904. [Verfasser weist darauf hin, daB die mekr oder 
weniger große Grobkömigkeit des Sandes eine Holle spielt.] 

16) G. J. Parks, On the beat evolved or absorbed when a liquid is 
bfloagbt in eontact with a finely divided solid. Phys. Soe. Jnne 1902; C%en).. 
News 86. p. 21. 1902; Proc Phys. Soe 18. p. 253— 2r>9. 1002; Phil. Mag. (6) 
4. p. 240— 2nM. 1902; Fortschr. d. PIiv.h. Abt. 2. p. 806— 867. 1902. 

17) P. Joule, Phil. Trans. 141). p. I T, ' 

(Eingegangen 20. November 1904.) 



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46 



4. Imt Theorie 
des Maxwell' Soltxmanneehen €fesei»e8f 

von Om Jüger* 



0 



Ii 



In der Abhandlung ^^Das Max well sehe Verteüangsgesetz 
der Geschwindigkeiten der Moleküle ia Gasen nnd Flüssig- 
keiten" ^) habe ich einen neuen Weg gezeigt, dieses Gesetz zu 
finden. Es wurde dabei von einer Spezialannahme folgender 

Art ausgegangen. In einem lylindrischen 
Gef ftß (Fig. 1) denken wir uns eine ideale 
Ebene BE* eenkrecht zur Zylinderachse Ton 
der Eigensohaft, daß jede Molekel des im 
E* Gefäß befindlicken Gases, welche die Ebene 
Ton oben nach unten passiert^ einen Zu- 
wachs a seiner kinetischen Energie erfiüirt 
^ Einen Veilust an Energie Ton derselben 
Größe erleiden die Molekeln, welche von 
unten nach oben durch die Ebene ffJT 
fliegen. Diese Anordnung wollen wir nun 
benutzen, um auf einem neuen Wege zum 
Maxwellschen Verteiluugsgesetz der Geschwindigkeiten der 
Molekeln zu gelangen.^ 

Wir setzen, wie es bei allen diesbezüglichen Theorien ge- 
schieht, voraus, daß sowohl im oberen als im unteren Teil 
des Gefäßes das Gas „molar" und ,,molekular ungeordnet" und 
daß das Verteilungsgesetz von der Dichte des Gases unabhängig 
ist. Die Zahl der Molekeln in der Volumeinheit im oberen 



Rg. 1. 



Teil des GefUßes sei iV, 



0 > 



im unteren iVj. 



Die Wahrschein- 



lichkeit, daß eine Molekel eine Geschwindigkeitskomponente 
senkrecht zur Kbene EE' habe, welche zwischen u und u-\-du 
liegt, sei f{u)du. Dann ist die Zahl dieser Molekeln im oberen 
Teil des Gef^s pro Volumeinheit N^({u)dUf im unteren Teil 

1) G. Jäger, Ann. d. Phys. 11. p. 1071. 1909. 

2) Vgl. auch Q. Jäger, Sitzungaber. d. k. Akad. d. Wiaaenscb. in 
Wien US. AM. Ht. p. SOSft 190S. 



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]\\f{u)du. Aus dem oberen Teil fliegen pro Sekunde durch 
die Flftcheneinheit der Ebene BE' NQuf{u)du Molekeln nach 
unten. Beim Passieren von £JS' erhalten sie den Energie- 
suwachs a, mithin eine Vergrößerung der Komponente u in u'f 
80 daB die Beiiehnng besteht 

Gleichzeitig fliegen aus dem unteren Teil des Gefäßes nach 
oben Molekeln von der Gescbwindigkeitskomponeiite u', deren 
Zahl pro Sekunde und Flächeneinheit analog durch .\\uf[u')du 
gegeben ist. Diese Molekeln gelangen mit der Geschwindig- 
keitskomponente u in den oberen Teil des Gefäßes. 

Wir machen nun die Annahme, daß flir den Gleich- 
gewichtszustand die nach unten fliegenden Molekeln durch die 
nach oben fli^enden vollkommen ersetzt werden. Es muß dann 

(2) J^oUf{u)du - u'f(u')d^ 

sein. Nach Gleichung (1) ist aber, wie man durch Differen- 
tiation leicht erhält, 

t^dtf ^ wdu, 
Sonich kenn Gleiebnng (2) gesobrieben werden 

(3) yom = \nu'), 

welche 



(4) iV^of («)^" = ^Vj/'M(/u' 

ergibt Dhidiefeii wir die Gleiehnng (4) dnreh Gleichung 
80 eriialten wir 

(5) 7(.*)^*""7W''"- 

Setwn wir nun wieder naeh Gleichung (1) ifu'cs {uju)duj so 
wird Gleichung (5) 

oder 



Diese Gleidiung ist nnabhtagig tou der Diolite des Gases, 
muß flkr jeden Wert des «, und da wir die GrOBe a> welche 
die Beiiehnng iwiscfaen « und u' bestimmt» gans willkOrlich 



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48 



wählen können, auch für jeden beliebigen Wert des u gelten. 
Das ist aber nur möglich, wenn 

1 nu) ^ ^ 

ist, wobei wir unter C eine noch nfther zu bestimmende Eon- 
stante Terstehen. Daß aber diese letzte Gleickang unmittelbar 
zum Maxwell sehen VerteUnngsgesetz ftthrt, ist schon oft 
gezeigt worden.^) 

Einen Weg, wie man zur Erweiterung dieses G^esetzes 
gelangen kann, welche ihm Boltzmann gegeben hat, habe 
ich in der eingangs zitierten Abhandlung gewiesen; Dieses 
Gesetz, welches gleichzeitig die Abhftngigfcdt der Gasdichte 
yon den ftufieren E[r&ften darstellt, ist Ton uns unter der An* 
nähme abgeleitet worden, daß in jedem Volomelement noch 
sehr viel Molekeln Torfaanden sind. Es ist daher noch zweifei- - 
haft, ob es anch dann Anwendung finden kann, wenn die 
äuüeren Kräfte nur über sehr kleine Räume wirken, in welchen 
gleichzeitig nur sehr wenig Molekeln vorhanden sein köniien. 
Daß das Gesetz auch dann noch gilt, mag vielen selbst- 
verständlich erscheinen. Ich muß gestehen, daß mir die un- 
beschränkte Gültigkeit des Gesetzes völlig klar erst durch 
meine eigenen Überlegungen geworden ist, welche ich deslialb 
im folgenden wiedergeben möclite. Es sei nocli darauf hin- 
gewiesen, daß das Gesetz auf kleine Räume der eben er- 
wähnten Art Anwendung findet, wo es sich um die Zahl der 
Molekeln innerhalb der Wirkungssphäre einer bestimmten 
Molekel handelt, wie z. ß. bei der Theorie der Zustands- 
gleicbung, inneren Reibung, Dissoziation etc. 

Wir wollen mit folgender Überlegung beginnen. Durch 
das zylindrische Gefilß AB CD (Fig. 2) denken wir uns zwei 
ideale parallele Ebenen E K' und FF gelegt. Das Ge&ß sei 
mit einem einfachen Gas gefüllt. 

Betrachten wir ein bestimmtes Volumen unseres Gases, 
so können wir daraus immer die Zahl A' der Moleküle in der 
Yolumeinheit finden, falls wir die Zahl der Molekeln in diesem 
Volumen durch das Volumen selbst dividieren. Ist unser Ge- 
fllB YoUkoinmen geschlossen und wirken auf das Gas k^iae 

U et* Jftger, WinkeiiiMMins Htndb. d. Pliyäk H. 8. ^ 5tt. 18H. 



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49 



F 



luBeren Krftfte, so erhalten wir ftr die Zahl Hl immer die- 
selbe OrQfie, indem die etwa Torkommenden Abweichungen 
im Vergleioh zu ilT so klein sind, daß sie TemachUssigt werden 
können, fidls wir snr Berechnung Volumina benutxen, welche 
eine sehr groifo Zahl von Molekebi enthalten. Gehen wir 
jedoch auf entsprechend kleine Bftnme Uber, ^ 
so können die Werte ftkr JtTsehr Yersohieden 
ansfiallen. Es liegen auch bereits von Ter- 
schiedenen Forschern *) Versuche vor , die 
Dichtenverteilung in einem Gase zu be- 
rechnen. Nichtsdestoweniger können wir 
aber auch aus beliebig kleinen Räumen den 
richtigen Wert für die Zahl erhalten, 
wenn wir den Mittelwert der in dem be- 
wußten Räume befindlichen Molekeln Uber 
eine genügend lange Zeit bilden. Dabei 
nehmen wir eine Molekel als in einem be- 
stimmten Raum vorhanden an, wenn deren Schwerpunkt sich 
daselbst befindet. Unsere Behauptung geht also darauf hinaus, 
daß, wenn v die jeweilige Zahl der Molekeln während einer un- 
endlich kleinen Zeit dt m dem beliebig kleinen Volumen a> 
isty dann 



Fig. 8. 



dt 



sein muß, vurausgesetzt, daß das Zeitinterrall t^—t^ genügend 
groß ist 

Wir können uns dies etwa folgendermaßen klar machen. 
Die beiden Ebenen E £' und FF' seien einander beliebig 
nahe; ihre Entfernung sei d. Die Zahl der Molekeln zwischen 
den Ebenen wird sich beständig ändern. In der Volumeinheit 
des GeßLßes seien v Molekeln mit einer Geschwindigkeits- 
komponente I senkrecht gegen £ F\ d. h. parallel zur x-Achse 
vorhanden, die wir gleichzeitig als die Zylinderachse ansehen 
wollen. Von diesen Molekeln werden in der Sekunde die 
fl&chenemheit der Ebene ££' passieren. Die Strecke d 



1) Vgl. 1. B. M. Smoluohowski, Boltcmann-Feettchrifl p. 626ff, 

1904. 

AoaslMi d«r Physik. IV. Folg«. 16. 4 



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50 



zwischen den beiden Ebenen werden sie in der Zeit zurück- 
legen. Die mittlere Zahl der Molekeln in dem Baume 8, d. b. 
in einem Zylinder Ton der Höhe B und der Ghmndflftdte EUnSy 
ist daher 

wobei wir ab Zeitinter?all die Zeiteinheit benntst haben, was 
erUutbt ist, weil wir als solcheiede beliebige Zeitgröfte- wShkn 
können. Dehnen wir diese Überlegung anf alle möglichen 
Geschwindigkeitskomponenten | aus, so ergibt sieh als mittlere 
Zahl der Holekeln im Volumen S 

wobei 1^ jetzt die Zahl sämtlicher Molekeln in der Volumeinbeit 
ist. Die Summierung ist dabei über alle positiven und nega- 
tiven f auszudeliiieu, d. Ii. wir ziehen gleichzeitig die Molekeln, 
welche von oben nach unten, und jene, welche von unten nach 
oben fliegen, in Betracht. 

Dividieren wir jetzt die Zahl der Molekeln im Räume b 
durch den Raum seibat, so erhalten wir A' als die Zahl der 
M<»lek-lii in der Volumeinheit. Damit bestätigt sich unsere 
Behauptunfj, daß es gleichgültig ist, welchen Raum wir zur 
Bestimmung der Anzahl der Molekeln in der Volumeinheit 
oder, was dasselbe heiÜt, zur Bestimmung der Dichte des 
Gases benutzen. 

Es ist das eine natürlich selbstverständliche Sache, die 
sich als unmittelbare Folge aus der Annahme ergibt, daß wir 
es mit einem Gas zu tun haben, welches sowohl molar'' als 
„molekular ungeordnet*' ist. Wir^ haben jedoch die Aus- 
einandersetzung deshalb so umständlich durchgeführt, weil sie 
nns im folgenden dienlich sein wird. Unsere bisherige Be- 
trachtung hat auch nur unter der Voraussetzung Gültigkeit, 
daß der Durchmesser der Wirkungssphilren der Molekeln, 
gleichgültig, ob wir diese als vollkommen elastische Kugeln 
oder als Erafitzentren ansehen, klein ist gegenflber den mitt- 
leren Abst&nden der Holekehs, daß wir es also mit einem ge- 
nügend Yordünnten Gas zn tun haben. 

Wir geben nun den Ebenen EB* vnd FF bestimmte 
physikalische Eigenschaften. Die Ebene BW soll auf jede 



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Tkeorie det Maxw9Ü^BoltzmemmehM Chtetzes, 51 

Molekel, welche sie durchsetst, eine Kraft parallel zur «-Achse, 
alio senkrecht nach unten ansttben, so daß beim Passieren 
dieser Ebene Yon oben nach nnten jede MolekelJ einen Energie- 
anwadis a erfthrt> Ton nnten nach oben jedodi Terliert Fflr 
die Ebene FF* gelte dasselbe in entgegengesetzter Bichtang. 

Wir nehmen 9 so klein an, daß wir jene FAlle, daß eine 
Molekel xwischen den beiden Ebenen einen Zusammenstoß 
mit einer anderen erfthrt» anßer Betrscht lassen können. Jede 
• Molekel, welche demnach Ton oben Bß' passiert, geht nn- 
^estM dnroh FF weiter vnd umgekehrt 

Wir fragea nun: Wie groß ist jetst die Zahl der Molekeln 
in der Volameinheit zwischen den beiden Ebenen, wenn sie 
im übrigen Gefäß N ist? Wir wollen wieder in der obigen 
Weise vorgehen. i'J Molekeln passieren in der Sekunde die 
Flächeneinheit der Khene ß E', ändern aber beim Passieren 
ihre Komponente | in und zwar ist nach unserer Annahme 
S > Molekel den Hinergiezuwachs a erfährt. Die 

Zeit, welche eine solche Molekel zwischen den Ebenen zu- 
bringt, ist rT/|'; die mittlere Zahl dieser herausgehobenen 
Molekeln im Raum ö ist somit 

^e Gesamtzahl hingegen 

wobei wir unter (|/|') den Mittelwert sämtlicher verstehen. 
Nun ist aber nach unserer Voraussetzung jedes eiazelud 
kleiner als Eins, folglich auch 

(|r)<l und dl^l^jr^KÖN 

oder 

Das heißt swischen unseren Ebenen ist die Zahl der Molekeln 
in der Volumeinheit kleiner, und zwar bestftndig kleiner als 
im abrigen Oeßkß. 

In metner Abhandlung: „Das Mazwellsche Verteilunga* 
gesets der G^hwindigkeiten der Moleküle in Gasen und 

4* 



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53 



Fli80]^6iteii'<^) habe ich nmi geieigt, daß im unteren Tnl 
des OellBes (E%. 1) die Didite des Gases grdfier sein muß 
als im oberen. Allerdings wurde dabei Toransgesetst, daß die 
Blume so groß seien, daß auch in jedem Tolumelement noch 
sehr fiele Molekeln Toibanden sind. Es hat somit den An- 
schein, als wSre die MSgüchkeH ▼orhanden, daß flir sehr kleine 
Binme besflglieh der Gtesdkhte andere Gesetse gelten als ftr 
genügend große, oder es htfeten die hxdrostatisehen Gnnd- 
gleichuDgen fftr sehr kleine R&ume keine Ottltigkeit mehr. 

Es sei schon jetzt erw&hnt, daß dem nicht so ist, sondern 
daß unser Resultat einen ganz bestimmt definierten Gaszustand 
voraussetzt, der tatsächlich nicht vorhanden ist. Diese Defi- 
nition besteht in dem Verlangen, daß zwischen den Ebenen 
ii'/y" und FF' nie eine Molekel einen Zusammenstoß erfahre, 
was in Wirklichkeit nicht vorkommt. 

Wie leicht man aber geneigt sein kann, die obige Uber- 
legung für bindend anzusehen, geht aus einem anderen Bei- 
spiel hervor, welches tatsächlich von anderer Seite angegeben 
wurde, und etwa in folgendem besteht. Es sollte gezeigt 
werden, daß sich eine Gastheorie in gleicher Weise wie die 
bestehende entwickeln lasse, wenn man den Molekeln lediglich 
Anziehungskräfte beilegt Sieht man z. B. die Molekeln als 
Kugeln an, welche beim Zusammentreffen wie Billardbälle 
wieder auseinander fliegen, so würde man denselben Effekt 
enielen, wenn beim Durchschneiden der Wirkungssphären 
zwei Molekeln sich mit sehr großer Kraft anziehen würden. 
Sie würden dann emfach durcheinander hindurchfliegen und 
sich nach der Trennung gerade so bewegen, als hätten wir es 
mit einem Znsammenstoß vollkommen elastischer Engeln zu 
tun gehabt Ja auch eine Bewegung, wie sie aus der Maz- 
wellschen Annahme, die Molekeln stoßen sich mit Kr&ften 
ab, welche Torkehrt proportional sind der filnften Potenz ihrer 
Entfernung, Iftßt sich dnrdi Anziehungskrftfte derselben Art 
darstellen. Es ist dabei nur die Voraussetzung notwendig, daß 
jene FftUe, bei welchen sich gleichzeitig mehr als zwei 
Wirkungsspbftren durchschneiden, außer Betracht gelassen 
werden. 



1) U. Jäger, Ann. d. Pbys. 11. p. 1071 ff. 1903. 



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HAtten wir in Wirklichkeit zwei im übrigeQ ganz gleiche 
Gase, nur mit dem Unterschied, daß die Abstoßungakrftfte 
zwischen den Molekeln beim eineo, dureh analoge Ansiehiuigs» 
kr&fte beim andern enetst wftren, so wttrden eich taUad^Uch 
dieee beiden Gase tehr venthudmi Terhalton. Daß man nach 
den obigen' Annahmen das ^Imthe Verhalten beider Gase 
folgerte, rObrt davon her, daß man im sveiten Fall ein Gas 
annahm, welches „moldcolar geordael'' ist; dann die Fofdernng, 
gleichseitig sollen sieh nie mehr als zwei Wirkungssph&ren 
darchschneiden, Iftoft auf eine bestimmte f^ikulm Ordmaig** 
hinmns, die bei einem wirUichan Gas nie mkommt VMimkr 
0äi für aBa FäUe jetiei bedttittHde, wen £. Boltxmann gefundma 
Theerem, welchew dk Beziehung zwitchtn Gatdkhte und äußeren 
Kräften fetttstelU. 

Wir stellten dieses Gesetz in der bereits zitierten Ab- 
handlang folgendermaßen dar. Für die Zahl d N der Molekeln 
in der Volumeinheit, welche eine Geschwindigkeitskomponente 
zwischen ii und if + <^t< beRitzen, erhielten wir den Ausdruck: 

Hier haben die einzelnen Buchstaben folgende Bedeutung. 
a ist die wahrscheinlichste Geschwindigkeit der Molekeln, / das 
Potential der äußeren Kräfte und die Zahl der Molekeln in 
der Volumeinheit an jenen Stellen des Gases, wo / = 0 wird. 

Wir haben die angefCthrte Formel unter der Annahme 
abgeleitet, daß jedes in Betracht kommende Volumelement 
eine sehr große Anzahl von Molekeln enthält Wir wollen 
nnn zeigen, daB die Formel in gleicher Weise gttltig isl^ wenn 
wir die gestellte Annahme &Uen lassen; doch werde Torerst 
folgende üntersnchnng gemacht Wir kehren wieder zu unserem 
Geflkß F%, 1 zurack. Die Zahl d«r Molekeln im oberan 1^1, 
welche eine Gtoschwindigkeitskomponente zwischen u und tc+tf« 
senkrecht zur Ebene BS* besitzen, ist pro Volumeinheit nach 
dem Hazwellschoi Gesetz 

^^e~ du. 



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54 O* Jäger, 

Die Zahl, welche in der ZeiteiDheit durch die Flftdbeneinheit 
Yon diesen Molekeln nach unten wandert, iet somit 

(tyn 

Jede dieser Udekeln gewinnt, wie schon erwähnt, beim 
Passieren der Ebene EE' den Energieznwachs a and tritt mit 
vergrößerter Qeschwindigkeitskomponente in den unteren Teil 
des Oeftfies ein. 

Zw Erhaltung des Gleicbgewichtssiistandes mttssen eben- 
soviel Molekehl Ton der Geschwindigkeitskomponente u* nach 
oben die [Flächeneinheit der Ebene EE* passieren. Deren 
Zahl ist gemäß dem früheren 

ii'e" du. 

Da nun 

U du! mm udu 

ist, so erhalten wir durch Einführung der Variabelen le für 
den letzten Ausdruck 

(II) Jl}. ue' ^"^^ « ^iftt = e' ^«'«r rfii. 
«V« a yn 

Da die Ausdrücke (l) und (II) einander gleich sein mUssen, 
so ergibt sich ohne weiteres 

eine Beziehung, die wir ebenfalls schon in der mehrmals er- 
wähnten Abhandlung benutzt Ihaben. Während somit die 

V 

-'ue du' Molekeln, weldie nach oben fliegen, ?oU« 

« I 71 

biäudig Ersatz durch die aus dem obereu Teil des Gefäßes 

nach unten fliegenden Molekeln finden, solange ii'>l/ J ist, 
wird die Stetigkeit in der Verteilung der Geschwindigkeiten 

dadurch erzielt, daß alle Molekeln, für welche tt'< j/^^^^ ist, 
an der Ebene EE' reflektiert werden. 

Wir kehren wieder zur Fig. 2 zurück, wollen jetzt aber 
annehmen, daß die Kräfte, welche auf die Molekeln beim 



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ISkeorif det Maxwell' BoUrmamaehen Gesetzes, &5 

PMueren der Ebenen £ß' und FF" wirken, untereinander 
und mit der jr-Achae gleichgerichtet sind. Hat daher eine 
Molekel eine Geechwindigkettakomponente in der Richtung der 
«•Achse» so erlangt sie beim Passieren der Ebene FW den 
Energiezuwachs fliegt sie in derselben Richtung durch die 
Ebene FF'^ so w&ohst ihre Energie tun a^. Nach den ESnt- 
wickelungen der bereits genannten Abhandlung, sowie nach 
der eben gemachten Ableitung ist direkt klar, daß, wenn wir 
die Zahl der Molekeb in der Volnmeinheit des oberen Teiles 
des Oef&Bes mit bezeichnen, die entsprechende Zahl im 
unteren. Teil 

N^^N^e ««• 

ist Es ist ferner bekannt, daß in beiden Teilen des GeftBes das 
MazwellscheVerteilnngsgesetz der Geschwindigkeiten gültig ist. 

Fliegt nun eine Molekel mit der Geschwindigkeitskompo- 
nente tt" Ton unten durch die Ebene FF^ so erfährt sie eine 
VermindeniDg der Geschwindigkeit, und sie geht mit der 
Komponente u* zwischen FF und ß E' weiter nach oben. 
Beim Passieren der Kbene E E' tritt eine neue Verniiiiderung 
ein, so daß sie mit der Komponente u in den oberen Teil 
des Gefäßes gelangt. Dabei besteben die Beziehungen 

m u"* m u* . 

m tt'* m M* , 

-1 §- + «.• 

Zur Krluiltung des Bcharrungszustandes muß nun jede 
Molekel, welche die Ebene E ß' nach oben passiert, durch 
eine gleichwertige, von oben kommende ersetzt werden. Die 
Zahl der Molekeln, welche den unteren Teil des Gefäßes mit 
der Geschwindigkeit u" verlassen und in den oberen Teil ein« 
treten, ist pro Zeit« und Flächeneinheit wiederum 

u'e ••rf«'=»^Y. ue «'^ -^rf«' 

SS — i~ ue * ' du ^ — -= ue du 

N - 



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56 



Der lotste Ausdruck in dieser Gleichung entspricht aber 
voUkommen der Zahl der Molekeln, welche eine Geschwindig- 
keitgkomponente zwischen « und u-\-du senkrecht mush unten 
haben und pro FlAehen- nnd Zeiteinheit aas dem oberen Teil 
des Oefilßes nadh nnten dnrdi die Ebene MB' fliegen. Unter- 
halb BW rerwandelt neh die Komponente « jedoeh in 
wdehea großer ist als ai. Dieae Oeediwiiidi^flit irird bei- 
behalten bis inm Anftreffen auf FF. Wiederau ist Stetig- 
keit in der Verteilang der Gesdiwiadigkeiten aller Ton SB' 
nach FF ge hende n Molekeln vorhanden , da alle i^, weldie 

kleiner als sind, ihre Ergäuzung in den an EE' reflek- 

tierten Molekehl finden. Es tritt also durch FF pro FUUdken- 
und Zeiteinheit in den Baum zwischen BW nnd die Zahl 

2a. 

ein, welche eine Gesehwmdigkeit swischen u* vnät^-^du' be- 
sitMn. Da diese Molekeln entweder direkt an BB* reflektiert 
werden oder, wenn dies nicht gesohiehti die von oben neu 
eintretenden Molekeln denselben Effekt haben, als wfliden ein- 
üseh sämtliche von unten kommenden Molekeln an BB* reflek- 
tiert, so ist die Zeit, welche die Molekehi in dem Baum zwischen 
den Ebenen BB* und FF, deren Abstand wiederum d sein 
soU, Terwellen, 2d/u. Multiplizieren wir diese 2ieit mit der 
Anzahl der in der Zeiteinheit durch die FlAcheneinheit von 
unten eintretenden Molekeln, so erhalten wir die Zahl der 
Molekeln, welche im Mittel im Raum Ö vorhanden sind und 
eine (7 e^ch windigkeit zwischen u uuci u -^du' besitzen. Diese 
ist demnach 

a Yn 

Dividieren wir durch d, so erhalten wir die Zahl derartiger 
Molekeln in der Volumeinheit Diese ist also 

2 a, 

J^t « ^ «. 



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fhecrie dt» Maxwdl^BoiizmamMehgn OuetteM, 57 



Wir haben abo wieder cane Anordnimg nach dem ICazw eli- 
tchen VerteilaoMsaete tot nns, wobei die GteeamtaaM der in 
der Vdometttheii entbalteDen M oleMn 



ist. Das ist aber jene Zalil, welche Tom Maxweii-Boltz- 
mann sehen Gesetz verlangt wird. 

Unsere Betrachtung verlangt aber noch eine Ergänzung. 
Wir erhielten nur deshalb in dem Raum zwischen £E' und FF" 
die Maxwell-Boltzmannsche Verteilung, weil die Kräfte, 
welche in den Ebenen auf die Gasmolekeln wirken, gleichge- 
richtet sind, 80 daß yod oben nach unten die Dichte des Gases 
wächst. In dem eingangs betrachteten Falle war die Annahme 
so, daß die Krftfte in den £benen ߣ' nnd FF* gegen das 
Innere des Ton diesem begrenzten Baumes wirken, und wir 
konnten dann scheinbar auch .einen möglichen Beharntngs- 
zustand ableiten, der nicht dem Maxwell-fioltzmannschen 
Yerteilungsgesetz folgte. Soll die snletzt gemachte Überlegung 
einspruchsfirei sein, so müssen noch die Zusammenstoße in 
Betracht gezogen werden, welche die Molekebi zwischen JPJT 
und FJI^ machen. 

Erfährt eine Molekel in dem genannten Baum einen Zn- 
eammenstoß, so wird die Bogel die sem, daß die stoßende 
HoldEcl außerhalb dieses Baumes liegt Machen wir S un- 
endfieh klein, so wird die Wahrscheinlichkeit, daß beide 
Molekeb beim Zusammenstoß im Baume d liegen, unendlich 
klein höherer Ordnung sein, so daß wir sagen können: Die 
Zusammenstöße finden so statt, daß die stoßende Molekel 
außerhalb des in Betracht gezogenen Baumes liegt Die ge- 
stoßenen Molekeln werden ebenfalls wieder Geschwindigkeiten 
besitzen, welche das Maxwel Ische Verteihmgsgesetz befolgen, 
da ja die stoßenden Molekeln im oberen und unteren Teil 
des Gefäßes nach diesem Gesetz verteilt sind. Betrachten wir 
daher die gestoßenen Molekeln allein, bo werden sie sich nach 
oben und unten genau den Zahlen Nq und iVj proportional 
Terteilen. Nach oben werden nur jene wandern können, deren 



unten alle Molekeln, auch die au Jii E' reflektierten, austreten 




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58 



können. Da nun die Zahl der ZusammenBtOße proportional 
der Anzahl der eintretenden Holekeln ist, . so hftlt sich die 
Zahl der eintretenden Molekeln, welche eben Stoß erfahren, 
mit der Zahl * der austretenden sowohl nach oben als nach 
unten im Gleichgewicht Es wird dadurch an der Verteilung 
gar nichts geändert 

Die Untersuchung, welche wir fftr den Fall gemacht haben, 
daß die Erftfte in den Ebenen BW und FF gleichgerichtet 
sind, lassen sich ohne weiteres auf den Fall übertragen, daß 
sie entgegengesetzt, aber nach außen gerichtet sind d. h. also: 
In der Ebene E E' wirkt auf die Molekeln eine Kraft senk- 
reclit nach oben, in der Ebene FF senkrecht nucii unten, Ks 
iöt dann im oberen und unteren Teil des Gefäßes die Dichte 
des Gases größer als im Zwischenräume E E' FF". 

Einer besonderen Überlegung bedarf nur noch der Fall, 
daß in der Ebene E E' eine Kruft senkrecht nach unten auf 
die i\Iulek(ln wirkt, in der Ebene F senkrecht nach oben. 
Die Arbeit, welche die Kriifte leisten, wenn eine Molekel in 
der Richtung der Kraft die Ebene E E' bez. FF passiert, sei 
wie früher mit bez. bezeichnet. Es iolgt dann, wie be- 
reits gezeigt wurde, daß 

und daß wieder im oberen und unteren Teil des OeflUSes der 
Maxwellsche Verteilungszustand realisiert ist. Daraus ergibt 
sich weiter, daß zwischen den Ebenen ßß' und FF die Stöße, 
welche die Molekeln erleiden, derart erfolgen, daß die ge- 
stoßenen Molekeln ebenfalls das Maxwellsche Verteilungs- 
geeets befolgen. 

Wir nehmen nun «4 > o, an, was die Allgemeinheit unserer 
Betrachtungen nicht beeinträchtigt Es ist dann die Dichte 
im' unteren Teil des Geftßes großer als im oberen. Alle 
Molekeb, welche von oben kommen, paseieren die Ebene KW 
und FFy alle, weldie von unten kommen, können zwar FF^ 
nicht alle jedoch Eß' passieren, doch ergänzen sich die von 
oben kommenden Molekeln mit den toi ßß* reflektierten so, 
daß sie innerhalb des Raumes Eß* FF dieselbe Strömung 
nach unten darstellen, wie die von unten durch FF kommen- 
den Molekeln sie nach oben bilden. Durch die Zusammen* 



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Th§orü du MaxwtU'BoÜzmawuclun Oetetzet» • W 



stSBe innerhalb ßB' FF werden jetzt aber auch Geschwindig-^ 



keitskomponenten u erzeugt, welche kleiner siud als 




Derartige Molekeln können den Zwischenraum Oberhaupt nicht 
mehr verlassen, bis sie durch einen Zusammenstoß wieder eine: 
größere Geschwindigkeitskomponente erlangen. Dies hat eine 
Ansammlung von Molekeln zur Folge, welche sowohl von EM" 
als FF zurtlckgeworfen werdeii| also zwisdioi^ J?' nnd^J^ hin- 
and herfliegen. Diese Molekeln müssen sich mit jenen, welche- 
aus dem oberen und unteren Teil des Gefäßes in den Zwischen* 
räum eintreten, so ei^^zen, daß sie als Ganzes das Max- 
well sehe Verteilungsgesetz befolgen; denn nur unter dieser, 
Bedingung eri&hrt der VerteOungszustaDd durch die Zusammen- 
stöße keine YeriLnderung. Nur unter dieser Bedingung haben 
wir es mit einem Beharrungszustand zu tun. Dadurch, daß^ 
die Molekeln von zu kleiner Geschwindigkeitskomponeiite v( 
in FF reflektiert werden, erreichen wir ftlr das oberhalb FF 
liegende Gas dasselbe, als wenn wir uns den Gaszustand 
zwischen EE' und FF nach unten beliebig weit ausgedehnt 
denken. Können wir aber da*;, dann gilt für unseren kleineu 
Zwischeiiicium genau dasselbe, wie lür beliebig große Räume. 
Wir Laben in unserem kleinen Zwisclienraum genau dieselbe 
Verteilung der Molekeln, als wäre er ein beliebig großer. Wir 
können mit einem Wort alle jene Überlegungen anwenden, 
welche wir unter der Annahme gemacht haben, daß in jedem 
Volumelement noch sehr viele Molekeln enthalten sind. Es 
gilt demnach für alle Fälle auch in dem sehr kleinea, Maume 
EE' FF* das Maxicell-Boltzmannsche Getetz» 

Genau dieselbe Überlegung, welche wir für einen sehr 
kleinen Zwischenraum gemacht haben, können wir für beliebig 
viele machen. £s wird die Untersuchung und das Resultat 
kein anderes, wenn wir uns anstatt zwei, beliebig viele sehr 
nahe aneinander liegende parallele Ebenen in unserem GeflLS 
denken und jede in der entsprechenden Weise mit Kr&ften 
ausstatten. 

Nun denken wir uns ein beliebiges Kraftfeld, welches mit 
einem Gas erfüllt ist. Dieses EraftfeUi sei derart, daß für 
alle Toi^ommenden Krfifte ein Potential existiert. Das ganze 
jt'eld eiAlllen wir mit unendlich yiel unendlich nahe aneinander» 



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60 0. Jäjfer» Tkeorie d$$ Maxwell' ßoUzmmmtehen Qtietzti* 

liegenden Äquipotentialüächen. Auf einer beliebigen Potential - 
fläche begrenzen wir ein so kleines Stück, daß wir es als eben 
betrachten können. Auf der ganzen Peripherie dieses Stückes 
errichten wir Lote und schneiden so ein korrespondierendes 
Stück aii9 der benachbarten Potentialtläche heraus. Auf den 
Raum, den wir so erhalten, können wir direkt unsere früheren 
Betrachtungen anwenden ; denn er unterscheidet sich in nichts 
von den gemachten Annahmen. Da sich dies aber an jeder 
Stelle unseres Qases durchführen läßt, so ist bewiesen, daß 
wie immer die Kräfte verteilt sein mögen, in allem Fällen für 
den Sekamtnffeztutand da» Maxmell» BolUmannteke Ver* 
ieihmgi$ffei0ig gfüäg iet 

(Bing^gmogea 18. November 1904.) 



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61 



5. t)ber Kapillaritätskonstanten und ihre Be- 
^timmunf/ nach der Methode des Maocinialdruckes 
kleiner Blasen}^) von Mobert FeuateU 



Inhalt: § 1. Einleitong p. 61. §2. Die Theorie der Methode p. 68. 
§ 3. Beschreibung und Justierung des Apparates p. 70. §4. Kontrolle 
der Methode p. 75. § 5. Die Abhängigkeit von der Temperatur und 
die Kapillaritfttskoostauteii unterkühlter Fltiasigkeiten p. 79. § 6. B«- 
riahnng zwitehen den KiyiHarHUakoogtiinten und dar ehtniBelwii Kon- 
atitntion p. 86. 

1. Teil. Die Methode. 
§ 1. Einleitung. 

Trotz der großen Anzahl von Arbeiten, die nach den ver- 
scbiedenen Methoden zur BeBtimmung von Kapillaritätskon- 
stanten «isgeflihrfc wurden, zeigen die Ejrgebnisse derselben 
reoht betriUshtliche Abweichnngen. Ergeben doch die lies- 
sangen bei den am genaneaten nntersnchten Flfiseigkeiten, bei 
Waaser und Quecksilber, für ersteres Abweichnngoi bis zu 
15 Prot., bei letzterem bis über 25 Proz. 

In dem Abschnitte ,,EapillariUlt" in Winkelmanns Hand- 
buoh hat fir. F. Braun ^ die bis zu jener Zeit Tenrendeten 
Methoden und damit gewonnenen Resultate eingehend be- 
schneben und kritisch beleuchtet. Daher kann auf ihn für die 
bis dahin erschienenen Arbeiten Terwiesen werden. Es muß 
überraschen, daß trotz der Hinweise auf die Fehlerund M&ngel. 
dieselben in neueren Abhandlungen immer wieder auftreten 
und den so gewonnenen Ergebnissen der Ciiarakter physi- 
kalischer Konstanten beigelegt wird. 

Im Jahre 1893 haben die Herren Ramsay und Shields^ 
ihre Untersuchnngen „Uber die Molekulargewichte der Flüssig- 
keiten" veröflfentlicht, in der sie die Steighöhenmethode zur 
Ermittelung von Oberflächenspannungen verwendet haben. Bei 
der Berechnung ihrer Eesultate setzen sie dabei den ßand- 



1) Straßburger Dissertation. 

2) F. Braun, Winkelmauns Handbuch der Physik 1. p. 452. 1S91. 

3) W. Ramsay u.J.ShieldB, Zeitechr. f. phys.Cbem. 12.p.4»3. Ibd3. 



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62 



Winkel aller Flüssigkeiten gleich Nnll. Als Gründe hierfür 
fttbren sie folgendes an:^) 

,,Ein Rohr von 0,65 mm im Durchmesser enthielt luft* 
freien Äther. Es wurde mit einem Druckapparat verbunden 
und regelmäßig erhitzt. Blasen erschienen im Rohr, und es 
erwies sich als möglich, sie bei irgend welcher Temperatur 
ganz stationär sn erhalten; sie stiegen nicht empor. In einem 
solchen EapiUarrohr ist eine Blase auf ihrem oberen und unteren 
Ende durch Menisken begrenzt; die Wände des Glasrohres 
sind zwar naß, aber mit einer so dünnen Schicht überzogen, 
-daß die Flüssigkeit sehr langsam Tom oberen zum unteren 
Teil des Rohres fließt. So bleibt die Blase fast ohne Bewe- 
gung; sie steigt indessen doch sehr langsam au£ Ver- 
kleinert man die Blasen . . so nähern sich die zwei gekrümmten 
Oberflächen der Flüssigkeit; jedoch ftngt die Blase erst an 
zu steigen, wenn der Tertikaie Durchmesser dem horizontalen 
gleich ist, d. h. wenn sie beinahe kugelförmig wird. Oberhalb 
160^^ bleibt eine Ätherblase nicht länger stationär, selbst wenn 
sie lang ist, und mit Alkohol steigt sie oberhalb 220° auf. 
Diese Temperaturen sind augenscheinlich durch den nunh- 
messer des Rohres bedingt und hängen von der Stabilität des 
oberen Meniskus ab; mit einem engeren Rohr haben wir oft- 
mals bemerkt, daß das Aufsteigen erst bei einer höheren Tem- 
peratur anfing. Doch war es bei solchen Temperaturen stets 
notwendig, die Blase zu einer Kugel zusammenzudrücken, ehe 
das Aufsteigen stattfand. 

Hätte nun ein Kontaktwinkel existiert, so wäre es not- 
wendig gewesen, dio Blase zusammenzudrücken, bis sie linsen- 
förmig geworden wäre, d. h. bis ihr senkrechter Durchmesser 
kleiner als ihr horizontaler war. Dies haben wir nie bemerkt, 
nnd 80 ziehen wir den Schluß, daß in Abwesenheit von Luft 
«s keinen Koutaktwinkel gibt'^ 

Wie die Verfasser den Schluß ziehen, ist nicht klar zu 
erkennen. Man muß wohl annehmen, daß sie meinen, die 
Bewegung der Blase träte erst dann auf, wenn der Zustand 
labil geworden ist, und dieser labile Zustand wäre dadurch 
bedingt, daß der Blase durch äußeren Druck eine solche Ge^ 

1) L e. p. 458. 



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Mettimmun^ von ÄapiiiarUätskoiutcMteTL 68 



stalt aufgezwängt würde, bei der sie die Gefäßwand unter 
einem Winkel träfe, der größer als der Randwinkel sei. 

Nach ihnen wäre also die „linsenförmige'' GeRtalt der 
Blase das Kriterium eines endlichen Randwinkels. Ihre Beob- 
achtungen sind aber nicht geeignet, die Schlüsse zu kontrol- 
lieren. Denn wie sie beobachteten — sie maßen Durchmesser 
und Höhe der Blase — konnten sie eine ,,linsenähnliche^' Ge- 
stalt nicht von einer ,Jinsenfurmi(jen'-^ unterscheiden. Für 
erstere aber ist zwar Durchmesser und Höhe verschieden, 
gleichwohl aber ist der Randwinkel gleich Null. " Andererseits 
könnte sehr wohl eine j^kuf/elähnüche^^ Gestalt dar Blase an- 
gegeben werden, bei der Durchmesser 
und Höhe gleich, dennoch aber der 
Baodwinkel verschieden von Null wäre. 
(Man Tgl. hierzu die Figg. 1 und 2.) 

Zudem sind diese BeobachtoDgen 
an Äther angestellt, dessen kleine 
EaiiiUarit&tskonstante ihn znr Beant- 
wortung der gestellten Frage nicht 
geeignet scheinen Iftßt 

Anf die ünsol&nglichkeit der 
Schlflsse, die die Herren Ramsay Fig. i. Fig. 2. 
und 8hields gezogen haben, weist 
llbngene schon Hr. Sentis'} hin, ohne allerdings seine Be- 
denken SU begründen. 

H. Sentis hat neaerdings nach einer etwas modifizierten 
Form der Steighöhenmethode die Kapillaritätskonstanten des 
Wassers und wässeriger Salzlösungen untersucht. Dabei gibt 
er bei seinen Betrachtungen über den EandwinkeP) neben 
einer Kritik der Quinckeschen Methode zur Ermittelung des- 
selben ein angeblich neues Verfahren zu dessen Bestimmung. 

Was den Einwand des Hrn. Sentis gegen die eine Me- 
thode von Quincke betrifft, den übrigens Hr. Lohnstein^) 
schon mehrere Jahre vorher erhoben hatte, so braucht nur 
auf die im gleichen Jahre erschienene Abhandlung von Hrn. 

l) ü. Suntis, ThÖM pr^eat6e k la facult^ dos science« de Pari« 
ST. Gfeaoble 1SS7. 
S) L c p. 68ft 

8) Th. Lohnsteio, Wied. Ana. M. p. 1068. 1884. 




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64 



Quincke*) verwiesen zu werden, in der er sich gegen die 
Bedenken des Hrn. Lohnstein wendet. Die anderen Me- 
thoden des Hrn. Quincke zur Bestimmung des Randwinkels 
scheinen Hrn. Sentis entgangen zu sein, ebenso diejenige^ die 
von Hrn. Braun^ angegeben worden ist. 

Bei dem von ihm beschriebenen Verfahren begeht er 
selbst den Fehler, den er Hrn. Quincke vorwirft; auch sein 
„Prisma^* ist im allgememen stetig gekrümmt. Würde er sich 
Ton diesem Fehler frei gemaobt haben, so h&tte er lediglich 
die Methode von Hm. Braan realisiert. 

DaB er übrigens bei nassen Wänden** keinen Randwinkel 
beobachtet bat, ist nichts Neues, denn da man in diesem Falle 
stetig gekrümmte Flächen hat, kann man nur stetige Bilder 
beobachten. Und stetige Erflmmiuig muß bei den „nassen 
Winden" Torbanden sein, da diese dadurch obarakterisiert 
sind, daß die Oberflftchenelemente der Flttssii^t durch eine 
Schiebt Ton endlicher Dicke Ton der Wand getrennt sind. 

Die Beobacbtnngen des Hm. Sentis kOnnen alsS über 
den Bandwinkel gar keinen Anfschluß geben nnd beweisen 
nicht, daß der Bandwinkel gleich Nnll zn setsen ist Bei 
ihnen kommt der Bandwinkel eben nnr nidit rar Geltnng. 

Wenn also Hr. Gradenwiis*) Ar seine üntersnohungen 
die Nicbtezistens eines Bandwinkels ans den Beobachtungen 
von Hm. Sentis fftr erwiesen hält, so schließt er irrtOmlich 
und die Ton ihm gegebenen Zahlen können deswegen nicht als 
exakte Werte der Kapillarkonstanten angeselien werden. 

Die Tatsache, daß man in der Herstellung der nassen 
Wände ein Mittel hat, um den Einfluß des Randwinkels zu 
eliminieren, hat unter anderen besonders Hr. Volk mann 
bei seinen ausgedehnten und sehr sorgfältigen Messungen am 
Wasser*) benutzt. 

Die Frage aber, unter welchen Umständen man „nasse 
Wände" hat, ist schwer zu entscheiden. Aus den Beobach- 
tungen der Herren Yolkmann und Sentis nnd aus eigenen 

1) 6. Quincke, Wied. Ann. 61. p. 867. 1897. 

2) F. Braun, 1. c. p. 452. 

8) A. Oradenwitz, Inaog.-Diss. p. 24. Breslau 1902; Ph/sik. 
Zaitidir. S. p. 8S9. 190S. 

4) P. Yelkmann, Wied. Ann. M. p. 457. 1898. 



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Sestimmunff von KapiUaritaiikonsittntm, 65 



Erfahnrngen, die ich im Laufe meiner Arbeit an einem mit 
Wasser geflülten Manometer fummelte, geht jedenfalls dent* 
lieh hervor, wie wenig man bei dem gewöhnlichen Yerfithren 
„nasse W&nde'' heraasftelleni anf deren Bealisiernng redmen 
dar£ So sagt Hr. Sentis^), anf den sich Hr. Graden wits 
besieht, i^on voit, qn'il est prudent de ne pas trop compter 
snr la nullit^ de l'angle de raccordement". Eemesfalls darf 
man annehmen, daB bloBes Dnrchspttlen der Flttssii^eit genüge, 
die Wand in eine „nasse'' zn Terwandeln. Bei den Ablesungen 
an dem von mir verwendeten Ifanometer mit weitem Rohre 
erwies es sich als nach verhältnismäßig kurzer Zeit nötig, die 
sorgfältige Reinigung der Röhrenwände mit konzentrierter 
HjSO^ und Cliromsäure zu wiederholen. 

Die Methoden, bei denen die Krümmung gemessen wird, 
sind in den letzten Jahren mehrfach benutzt worden. So 
haben damit die Herren G. Meyer^), Stöckle*) und Sieden- 
topf*] Bestimmungen am Quecksilber und letzterer auch an 
geschmolzenen Metallen ausgeführt. Von den Herren Sieden- 
topf uud Lohnstein*) ist auch die von Poisson gegebene 
Theorie, die für Tropfen von kleineren und mittleren Dimen- 
sionen nicht ausreicht, vervollständigt worden. 

Kine Methode, die nur relative Messungen gestattet, ist von 
Hrn. Jaeger'') angegeben und verwendet worden. Nach ihr 
fUirten die Herren Hock^) und Linebarger^ ihre Bestim- 
mnngen von Kapillaritätskonstanten ans. (Uber diese Methode, 
wie über die Arbeit des Hrn. Watmough*) vgl. M. Gantor.^^) 

Nach der fieflemonsmethode des Hm. £OtTÖs^^), deren 

1) H. Sentis, 1. c. p. 70. 

S) G. Meyer, Wied. Ann. 58. p. 845. 1894. 

S) J. Stöekle, Wied. Ann. M. p. #S9. 1898. 

4) H. Siedentopf, In«iig.-Ditt. Oöltingen 1897; Wied. Ann. 

p. 885. 18'J7. 

5) Tb. Lohnstein, Wied. Ann. 64. p. Tl.'i. 189.^. 

6) O. Jaeger, Sitzuogsber. d. k. Akad. d. Wisaensch. zu Wien 
m. p. 845. 1896. 

7) J. Hook, SitsQitgriier. d. k. Aksd. d. Wiisenaeh. ni Wien 108. 
p. 1516. 1899. 

8) C. E. Linebarger, 8ill. Jouni. (4) 1. p. 108—122. 1896. 

9) W. H. Whatmough, Zeitschr. f. physik. Chem. 39. p. 12Ö. 1»08. 

10) M. Cantor, 1. c. und Ann. d. Phys. 7. p. 698. 1902. 

11) R. V. Eütvös, Wied. Ann. 27. p. 44b. 1886. 
Acoaiüu <ier i'byaik. IV. Folg«. 16. 5 



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66 



Theorie nur für Zylinderfläclien genau abgeleitet isty sind in 
neuerer Zeit von Hrn. Pekar^) eine Anzahl Messungen ans-* 
geführt worden, allerding« an Botationsflftchen. 

Nächst den Beobaditongea Ton Steighöhen sind wohl am 
hftnfigetenBeBtimmiingen Ton Tropfengewichten sarÜmittelmig 
▼on KapiUarit&tskonstanten benutzt worden. Auf die prinsi- 
pieUen MAagel dieser Methode ist schon seit langem hing^ 
wiesen worden. Gleichwohl sind nach diesem Ver&hren neuer» 
dinge lange Yersachsreihen, z. B. Ton den Herren Förch*) 
und Enftera*) ansgefthrt worden. Alle diese Bhrmittelangen 
entbehren einer exakten Grandlage, und da sich diese nicht 
dnrch Hftofang Ton Beobachtungen ersetzen llftt, io kOnnen 
so gewonnene Zahlen nicht als physikalische Eonstanten gelten. 

Hr. Ku6era ist übrigens im Irrtum, wenn er glaubt, 
daß von ihm zuerst Beobachtungen an sich beständig erneuern- 
den Oberflächen ausgeführt worden sind. Diesen Vorzug be- 
sitzt auch die Methode kleiner Tropfen, nach der Hr. M. 
Cantor*) beobachtet hat. 

Im übrigen ist jüngst eine sehr sorgfältige und genaue 
Untersuchung über Tropfengewichte von flca Herren Gnye 
und Per rot*) durchgeführt worden, deren Ergebnis, wie zu 
erwarten war, dahin zusammengefaßt werden kann, daß eine 
exakte Bestimmung der Kapillaritätskonstanten auf diesem 
Wege nicht zu erreichen ist. Auf diese Arbeit sei betreffs 
der Literatur uml der gewonnenen Resultate verwiesen. 

^'lieoretisch einwandsfrei ist die Methode der Kapillar- 
wellen, in die vor allem die Frage nach dem Randwinkel nicht 
eingeht Die ihr zugrunde liegenden Erscheinungen wurden 
auerst von Faraday beobachtet und Ton W. Thomson theo- 
retisch behandelt Für die Bestimmung von Kapillaritätskon- 
stanten wurde sie Ton Eayleigh, Matthiesen und danach von 
einer Beihe anderer Forscher yerwendet Am eingehendsten 



1) D. Pakar, ZaitMhr. l physik. Olioni. 8». p. 481. 1902. 

8) C. Förch, Wied. Ann. 68. p. 801. 1889. 

S) G. Ku£era, HaUlltatfooMebrift. Leipsig 1908; Ann. d. Phyi. 

IL p. 529. 1903. 

4) M. Cantor, Wied. Ann. 42. p. 422. 1892. 

ö) Pii. A. Guye et F. L. Perrot, Archive» des scieoces ph/a. et 
Bat (4) 11. p. 885. 1901. 



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Bßitimmung wm KapiUariUUikMskmten. 6T 



und frnchtbringendsten hat sich in den letzten Jahren Hr. L. 
Gran m ach ^ mit dieser Methode besehftftigt nnd eine Anzahl 
sehr genauer Iffessnngen angestellt In seiner nm&ngreiohen 
Abhandlung gibt er eine ansfikbrliche Beschreibnng der be- 
nntzten Apparate, der gewonnenen Besnltate und der Ver« 
«endnng der Uethode, aus der sich die VorzQge und Nach- 
teile derselben Idar erkennen lassen. Es können ohne Zweifel 
mit ihr sehr exakte Resultate erzielt werden, doch ist die 
Handhabung eine komplizierte. Die Anforderungen, die an 
die Genauigkeit der Wellenlängenmessung gestellt werden, sind 
sehr große, die nur bei Benutzung der besten Instrumente 
und bei den größten Vorsichtsmaßregeln bezuglich der Auf- 
stellung und des Reinehaltens der Oberflächen befriedigt werden 
können. Letzteres wird sich bei der Größe der Oberflächen 
nur schwierig erreichen lassen. Dazu kummt die Benötigung 
ziemlich bedeutender Substanzmengen und die Schwierigkeit, 
die Messungen innerhalb weiter Temperaturgrenzen zu variieren.*) 
Bei der Bedeutung, die die genaue Kenntnis der Kapillaii- 
tätskonstantcn und deren Temperaturkoeffizienten neuerdings 
für die physikalische Chemie gewonnen hat (van der Waals, 
Eötvös u. a.), erscheint es wünschenswert, eine größere An- 
zahl dieser Konstanten genau zu bestimmen. Hierzu wäre 
eine Methode erforderlich, die theoretisch exakt begriludet, 
bequem ausführbar ist und nur geringe Substanzmengen er- 
fordert. Diesen Anforderungen scheint die Methode des Maxi- 
maldruckes kleiner Tropfen und Blasen zu entsprechen, die 
Ton Hm. M. Cantor^ entwickelt und auch für einige Mes* 

1) L. 6 ran mach, WiBaenscb. AbhandL d. kais. NornL-Aiek-Kon. 
Heft III. p. 194. 1908; Ann. d. Pl^. 9. p. 1261. 1902. Auf dine Ab- 
handlungen sei bezüglich der weiterm Arbeiten des Verfassers und der 
übrigen wichtigsten Literatur verwiesen. Am Schlüsse der ersteren Arbeit 
findet sich auch die Übersetzung eines Briefes von W. Thomsoa au 
Tait, der die Entwickelung der Theorie enthält 

2) ZarEneugung reimr Obeffltchen haben dieflerreD A. Kalthne 
(Ann. d. Pbya 7« p. 440. 1908) nnd L. Ornnmaeb (I. e. p. 114) das 
samt TOD W. C. Röntgen (Wied. Ann. 46. p. 152. 1898) angewendete 
Verfahren des Doppeltrichters benntst. Bei der Cantorschen Methode 
vollzieht sieh dieser Vorgang gana von selbst bei der Bildung jeder 
einzelnen Blase. Auf diesen Vorteil sei schon au dieser Stelle hingewiesen. 

3) M. Cantor, 1. c. 

0* 



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68 



sangen yerwendet worden ist Hr. Prof. Cantor schlag mir 
vor, seine Methode weiter aaisabaiien and aaf ihre LeUtunge- 
flLhigkeit hin za «ntereachen. 



% 8. IM« Theorie. 

Die Methode beruht auf der Benutzung scharfer Kanten, 
wodurch, wie Hr. M. Cantor gezeigt hat, die KapiUurkon- 
stanten ganz uiinbhängig vom Randwinkel bestimmt werden 
können. Diesbezüglich sei auf die zitierte Arbeit verwiesen. 

Ein Kapillarrohr (Piatinrölirchen), das in eine weitere Röhre 
mündet, stehe einerseits in Verbindung mit einem Gasometer, 
von dem Luft in die Kapillare gedrückt werden kann und 
andererseits mit einem Manometer. Die Öffnung des Röhr- 
chens tauche in die Flüssigkeit; es sei scharf und eben ab- 
geschliffen und stehe normal zur Rohrachse. 

Die y-Achse der kapillaren Fläche falle mit der Rohrachse 
zusammen, und die Achse stehe im Ende dee Böhrchens 
(vgl. Fig. 3) senkrecht darauf. Es beieichne 

X y die Koordinaten der kapillaren Botationefllciie, 
f q* deren KrQmmangsradien, 

a gpozifi^che Gewicht der FlflBsi^kelt, in der die BUae gebildet wirdy 

s das spczifi^ihc Gewicht des Wasuera, 

H die Höhendifferenz in dem mit Wasser gefüllten Manometer, 

h die Hohe, bis n welcher daa Röhrenende in die Flieaigkelt eioftanehf, 

ß die KapiUarititikooslante der FlQaeigkeit gegen trockene Luft. 

Setzt man 

p = II S — G h, 

dann ergiht sich für den Fall 
des Gleichgewichtes: 

(1) p-ey + ß[\+ ■).• 

Es soll das Maximum von p be- 
stimmt werden. Set£t man 

d y 

80 folgt 

(2) p^ay-^^ ^ 

Das erste Olied ist klein gegen das x weite; es wird daher 
nur ein kleiner Fehler begangen werden, wenn man im ersten 



immmmmmiiiiii 
h 




. (j sin d\, 
X äx ^ 



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''Bäitinmujiff von Kapülaritätskonslanten, 09 

Oliade y eraetct duch die Ordinate der Kugel, die die Rdfaren- 
«and an derB^ben Stelle und unter demeelben Winkel trifft, 
wie die kapillare Flächa Es sei 9 die Ordinate des Mittel- 
punktes dieser Kogel , r deren Radius, a der Badins der 
KapiUare. Dann ist 

WO das Zeichen + iQr Ponkte unterhalb des Eugelmittel- 
pvnktes, das Zeichen ^ ftr Punkte oberhalb desselben ge- 
aetit werden mufi. Dies in (2) eingesetzt) gibt: 



md integriert: 

(4) ^ - 4 T ^^^'--\ + * + Konrt. 



Ftir 

wird 

Weiter ist 



Konst 



0 



Wobei »^/-j dem Werte von für .r = a und y — U entspricht. 

Setzt man a- = a und für r; und r die angegebenen Werte, 
so iblgt 

A«s der Bedingung, daß p ein Maximum werden soll, folgt: 

m ü « cos x% - aa.-.-z — ^-siä« 

Duck Elimination von /9 aus den Gleidrangen (5) und (6) er- 
kill man, wenn p den Ifaxfmaldrnck bezeidmet 

Da r nicht sehr von a abweicht, wird auch d-y^ nahe gleich 
90^ sein. Setzt man 



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70 



und behält nur die erste Polens Ton c bei, was durch Aiuk 
reohnimg sieh als geDttgeod enreisti so £olgfc aus (7) 

und ans (5) 

Substituiert mau den Wert von c aus (b), so folgt: 



Seist man siir Abkarznng 



= m 

P 



SO folgt unter Vernachlässigung der höheren Potenzen von m: 

Es gehen also in diese Formel ftir die Kiipillaritfttskonstante ß 
nur ein der am Manometer zu beobachtende Maximaldruck p, 
der Radius der eintauchenden Kapillare und das spezifische 
Gewicht der zu untersuchenden Flüssigkeit, dies aber nur Tom 
zweiten Gliede ab. 

Der Apparat, mit dem die MeBSUDgen ausgeführt wurden, 
ist im folgenden beschrieben. 



§ 8. Bomdkreilmnff und Jnsttomiif das Apparates. 

a) BeschrtUnmg de* Jpparaie$, Die Konstruktion des 
Apparates ist nach einer Reihe von Vorversuchen vom Mecha- 
niker Bosch in Straßburg i. E. ausgeführt worden und Fig. 4 
gibt die endglUtige Form desselben wieder. 

Auf einer rechteckigen, 1,1 cm dicken, 80 cm langen nnd 
20 cm breiten Gußeisenplatte ist eine Messings&ole Ton 2,6 cm 
Durchmesser eingelassen, an deren oberem Ende auf einem 
Konus der Hessingarm « auigeschraubt ist In diesem läuft 
an einer Skala b Torbei die Präzisionsscbraube c, die das 
Tischchen d tilgt, das sugleich an einem MetallqrHnder, der 



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BesÜmmmiff von KegfnüaritätskantianiefL 71 



«be&falb in den MeBsingarm eiDgelassen ist^ gute Fflhrang hat^ 
so daß yerachiebmigeD nur Yertikal eifolgien kt^nnen (f gl. Figg. 5 
and 6). Die Schianbe jist mit «iiem Enopf Tenehen, der in 
100 Teile geteilt ist Aof drei durch das Tischchen gehenden 
Schrauben mht eine don- 
nere Meseingplatte, die Ton 
einer MetaUfeder gegen das 
Tischchen gezogen wird. 
An diese Platte ist das 
horisontal laufende Bohr e 
angelötet, welches vorn ein 
weiteres vertikal stehendes 
Stück /'trügt. In das untere 
Knde desselben kann eine 
Messinge! iis e ein gesell rau bt 
werden , deren konisches 
Stück (^'gl. Fig. 5) fest gegen 
das entsprechende konische Stück der Schraubenmutter in dem 
Röhreiistück f geschraubt werden kann, wodurch eine voll- 
Jtommene Dichtung erreicht wird. 

Die Messingdüse trägt das eingekittete Glasrohr von 
ca. 5 cm Länge, in dessen unteres Ende ein ca. Sem langes, 
gerades Platin röhrchen eingeschmolzen ist. 

Von einem Gasometer wird ein langsamer Luftstrom durch 
eine gut dichtende Leitung von Glasröhren und JKautsohuk* 
Schläuchen zu dem T förmigen Metallröhrchen y geblasen, das 
durch die Messingsäule durchgeführt ist. 

Von da verzweigt sich der Luftstrom einerseits zu dem 
Platinröhrchen, andererseits zum Manometer h. Der engere 
Schenkel desselben steht nnmittelbar vor einer sehr genau in 
7g mm geteilten Chlasskala, die mittels des Tisches A vertikal 
gestellt und außerdem auf einem Schlitten horizontal ver- 
schoben werden kann. Die Vertikalstellnng der Skala ge- 
schieht mit Hilfe der Schrauben des Tischchens, das Yon einer 
Feder gegen die Grundplatte fest angezogen wird. 

b] Jutämaiff dtt Apparaie$. Die Theorie setzt voraus, 
daß die in die Flüssigkeit eintauchende Öffiiung des Platin- 
rdhrchens schar( kreisrund und eben sei. Die geraden, naht« 
losen Bohrdien von möglichst gletchm&ßiger Wandstärke wurden 




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72 



vom Mechaniker so lange nach den angegebosen Gesichts- 
punkten abgedreht, bis sie keine Abweichungen von der Kreie- 
gostalt unter dem Mikroskop erkennen ließen. 

Die Messungen fUr drei Böhxohen ergäbet in Skalenteilen 
des Horizontalmikroskopes 



Nr. I (Vergr. 1) 

26,0—81,0 - 55,0 
26,5—80,5 tm 55,0 
89,0 -88,5 - 54,5 
S9,5— 84,5 - 55,0 
82,0—87,0 » 55,0 
84,5—89,5 - 55,0 
45,5—99,5 = 54,0 
1,0-56,0 = 55,0 
6,5 — 61,5 = 55,5 
Im Mittel: 54,9 



Nr. II iVergr. 1) 

27,0— 72,0 = 55,0 
88,0— 88,5 = 55,5 
42,0— 71,0 =.55,0 
58,0-108,0 « 55/> 
84,0—119,0 - 55/> 
54,0—109,0 - 55,0 
49,0—104,0 = 55,0 
32,0- 87,5 = 55,5 
24,0- 79,5 - 55,5 
Im Mittel: r>5"2 



Nr. in (Vergr. 2) 

49— 95 = 46,0 
71—117 - 46,0 

46— 98 - 48,0 
58— 99 - 46,0 

47— 98 » 45,0 
57—102 = 4%0 
43— 89 = 46,0 
87— 83 = 46,0 
Im Mittel: 45,75 



In Millimetern ausgewertet ergeben sich die Badien 



fttr Nr. I 
„ Nr. II 
„ Nr. III 



a = 0,289 mm 
n - 0,291 „ 
a « 0,146 „ 

Bei der Vergrößerung Nr. I entsprechen 1 mm einer genauen 
Zeissschen Teilung auf Glas 95Skt. des Horizontalmikroskopes, 
I j bei Vergrößerung II fallen auf ^j^^mm 110 Skt. 

des Horizontalmikroskopes. 

Da bei der ersten Vergrößerung bis auf ^/^ 
und bei der zweiten bis auf 1 Skt. genau ah- 
rn. gelesen werden konnte, beträgt die prozeutiscbe 
Genauigkeit 0,5 bez. 0,6 Proz. 

Um die Platinröhrchen mit der eben ab- 
gedrehten Mündnng vertikal zu stellen, wurde 
folgendermaßen verfahren. Nachdem die Düse m 
£aet in das Bohr /"(vgl. Fig. 5) eingeschraubt war, 
wurde unmittelbar unter das Knde des Röhrchens 
eine Quecksilberflftche gebracht, in der sich die 
Mftndmig deeaelben spiegelte. Mittels des tot- 
sehfaabbaren Tischchens das in den Figf. 6 a 
nnd 6b besonders geseicbnet und dessen Eän- 
riohtang wohl leicht erkenntlich ist, wurde das R5hrchen 
dann so lange justiert, bis es sich beim Drehen der Sehraabe r 
nur in sich Teischob. Die ESnstellnng ist sehr empfindlich. 



7 



Fig. 5. 



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BetHmmun^ von JKapiBariiäUhonttanten, 78 



c) Die Druekmessung» Die Bildung der Blase muß sieb 
nach der Theorie durch eine Reihe ¥on Gleichgewichtszuständen 
bis zum Mazimaldrucke, d. h. mit sehr kleiner Geschwindig- 
keit vollziehen. Zu dem Zwecke war am Gasometer neben 
dem Beobachtangifenirohre ein sehr £ein regulierbarer Hahn 
angebracht, imd nriecfaen ihm und dem T förmigen Verzwei- 
goBgsrOfarofaeii (Tgl. Fig. 4] eine enge Kapillare von geeigneten 
Dimeosioneiii so daB der Lnftstrom mit genügend kleiner Ge- 
schwindic^t in das MefirObrohen nnd das Manometer treten 
konnte. Wurde die 6eachwind^{keit so gewihlt, daß eine 




» 





Fig. 6b. 

weitere Verlangsamung keiuen Emfiuü mehr hatte, so waren 
die Ton der Theorie gestellten Voraussetzungen erfüllt. 

Um die Ablesung des Druckes möglichst bequem zu ge- 
stalten, ohne an Genauigkeit zu verlieren, wurde vom Gebrauche 
des Kathetometers, das bei den Vorversuchen benutzt worden 
war, abgesehen nnd mit dem Fernrohre abgelesen. Die Form des 
benntsten Manometers ist aus J6^g.4 ersichtlich. DieAuaffthrnng 
stammt vom Glasbläser Kram er in Freihuig^ der es aus mOg- 
liehst ^eiehmiftig kalibrischen Böhren zusammensetzte. Das 
engere Bohr wnrde unmittelbar vor die Skala / gestellt Diese 
wnrde von wer d2kerz]gen Glühlampe belenohtat, deren Licht 
aitf einer matten Glasplatte gleichnükBig diffus gemacht war. 

Daa Femrohr veigrOßerte stark , so daB die H5hen< 



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74 



B, ßntiteL 



ablesnogen bis auf V4 ■^^^m ^uf 0,05 mm genau erfolgen 
konnten. Das entspricht beim Benzol bei einer mittleren Steig- 
höhe von 20 mm einer Genauigkeit von 0,8 Proz. des Wertes der 
Kapillaritätskonstante. Die Einstellung ist sehr empfindlich. 



^Das Objektiv des Fernrohres stand 2,70 m von der SIoUa 
entfernt, wodurch parallaktische Fehler ansgeechlossen waren. 

Als Manometeä^ttssigkeit ward Wasser benntst, das tut 
fltr jede Yersnchsreihe (naeh einer gründlichen Reinigung dea 
Geftfies mit einer Mischung heißer konsentrierter SehwefeU 
säure und Chromsfture) neu mngeflUlt wurde (vgL § If p. 66). 
Zum Schutze gegen Verunreinigungen durch Staub war auf 
dem engeren Schenkel eine lose auftitzende Platindttse gestülpt 
Der weite Schenkel des ICanometers war mit einer ab- 
nehmbaren FilzhflUe umgeben, in der unmittelbar am Kano* 
meter das Thermometer zur Messung der Temperatur dea 
Wassers angebracht war. Dieselbe hielt sich w&hrend der 
Dauer einer Versnchsreihe innerhalb enger Grenzen konstant 
Die Reduktion der Höhenunterschiede in den Manometer- 
scheukelu auf ein Rohr wurde aus den im besonderen Röhren- 
stücken gemessenen Kaliber Verhältnissen berechnet und durch 
Beobachtungen kontrolliert. 

d) Das Meßgefäß. Die zu untersuchenden Flüssigkeiten 
wurden in einen kleinen Glastrog ull^ Spiegelglas gebracht, 
die nach sorgfältiger Reinigung mit einer kleinen Menge der 
betrefifeuden Substanz vorgespült worden waren. Auf die 
Ränder aufgeschliffen war eine Ghisplatte mit zwei Löchern 
(vgl. Fig. 5),^) von denen das eine itir das Thermometer, das 
andere für das Meßröhrchen bestimmt war. In das letztere 
Loch war außerdem ein Glasröhrchen von ca. 1 cm Länge ein- 
geschliffen, durch das das Platinröhrchen noch eben frei lieL Da- 
durch sollte eine Verdampfung möglichst ausgeschlossen werden. 

e) Die Temperaiitnnessung. Das MeßgefiLB stand auf einem 
rerstellbaren Stativ innerhalb eines doppelwandigen Thermo- 
staten, der mit Wasser gefüllt war, und dessen Temperatur 
durch Heizen und Durchleiten eines Luftstromes reguliert 
wurde. Er befand sich auf demselben QrundpÜBiler wie der 
Steinsookel, der den Apparat trug. 

1) la Fig. 5 ist das ftr das Tbemoineter bestbninte Loch nicht 
gtsaidinet« 




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BMÜmmunff von X^riUarÜätikanHanien, 



Der obere Rand de« Thennostaten war mit Korkleisten 
▼mehen. Auf diese waren zwei starke QlaepUUen angelegt» 
die aneinander gefügt werden konnten und an der gemein- 
samen Grenzfläche an zwei Stellen ausgeechliffen waren, ao 
daß das Glasrohr mit dem PlatinrOhrchen und das Thermo- 
meter ftr die Substans ohne zu weite Zwischenräume hin- 
dnrcbgeftthrt werden konnte. Eb wnrde damit eine Konstanz der 
Temperatar Ins auf 7, ^ * wfthrend der Daner der Versuche emelt. 

Die Temperatnm worden mit einem genauen Thermo* 
meter von Geissler gemessen, das in 7io^ geteilt war und 
mit einem Ton der Beicfasanstalt geprflften Teiglichen wurde. 
Es beiand sich möglichst nahe der Böhrenmttndnng, doch so^ 
dafi das Stück der Oberflftdie «wischen letzterer und dem 
Thermometer eben blieb. Zwischen den Thermostaten und 
Apparat war zum Schutze gegen Temperaturstrahlong auf die 
Manometerflflssigkeit ein dicker Pappdeckel, der mit Filztuch 
überzogen war, gestellt 

Auf dem Boden des Thermostaten befanden sich bei fast 
alJeii Versuchen Schalen mit konzentrierter Schwefelsäure und 
Chiorcalcium, um den Raum trocken zu halten. Dieselben 
wurden häufig frisch gefüllt. 

§ 4. Kontroll« der Methode. 

Die Theorie siebt den Fall vor, bei dem das Röhrchen 
in eine beliebige Tiefe der benetzenden oder nicht benetzenden 
Flü-^sigkeit eintaucht. Der Apparat war für alle Fälle gebaut 
Bei nicht benetzenden Flüssigkeiten hätte das Platinröhrchen 
eine bestimmte Strecke eingetaucht werden müssen. Aus den 
Versuchen zeigte sich, daß bei den untersuchten Fällen ea 
genfigt, die Röhrenstellung zu benutzen, bei der die Mündung 
eben in die Flüssigkeitsoberdäche eingetreten ist. Dadurch 
wird der Einfluß des spezifischen Gewichtes auf das zweite und 
dritte Glied im Ausdruck für die Kapillaritätskonstante reduziert» 

Als Testflüssigkeit wurde Benzol gew&hlt Dasselbe war 
als yythiophenfrei aus kristaUinisehem Benzol" Ton Merck in 
Darmstadt bezogen und hatte einen Siedepunkt Ton 81 ^ 

Nach sorgftltigem Reinigen und Trocknen wurde das Meß- 
geAB mit Benzol Torgespült, nach dem Einfüllen sofort mit 
dem gut schliefienden Deckj^ase bedeckt und in den Thenno- 



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76 



staten gebracht. Dann wurde das Thermometer, von einem 
besonderen Stativ getragen, eingeführt und das Röhrchen bis 
unmittelbar an die Fiüssigkeitsobertläche herungeschraubt. 
Nachdem die Temperatur konstant geworden war, wurde das 
Röbrchen in die Oberfläche gebracht und eine Ablesung voll- 
zogen. Zur scharfen Kontrolle wurden die eiazeluen Mes- 
sungen völlig unabhängig voneinander gemacht Nach der 
ersten Beobachtung wurde das Röhrolien herausgenommen, 
getrocknet, nach erlangter Konstanz der Temperatur wieder 
beobachtet etc. Beim Benzol genügte zum Entfernen der im 
Köhrchen gebliebenen Substanz Absaugen mit der Luftpumpe. 

Im folgenden ist eine Messungsreihe am Benzol ausführ- 
Ucb wiedergegeben. Bei den anderen Subetnnsen ist das Mittel 
ans den Beobachtungen genommen. 

In der Tabelle bedeuten: 

1^« die Tempenitiir am Manometer^ 



h 

ß 



der Substanz, 
Hdheu im engeren Mauometerscltenkel, 
Oberflächenspannung in mg/mm. 

Tabelle I.i. 
1. Benzol. (Rdhrehmi Nr. L) 



18,5 
18,5 
18,5 

20,4 
20,4 
20,4 

20,8 
20,8 
20,8 

20,8 
20,8 
20,8 

20,8 
20,8 
20,8 
20,8 



18,1 

19,1 
18,1 

20,8 
80,8 
20,8 

81,8 
81,8 
31,8 

88,7 
88,7 
88,7 

47,8 
47,8 
47,8 
47,4 



l, ESnatellong ■ IT. Eimtellung 



I 2,40-28,85 

-23,95 
! —28,95 

2,40—28,8 
—28,8 
—28,8 

2,40—82,7 
—22,7 
—82,7 

' 2,40—22,20 
—22,20 
-22,20 

2,40—21,10 
-21,10 
—21,10 
—21,10 



I 



2,40—28,85 

—23,95 
—28,95 

2,40-28,80 
—28,80 
—28^ 

8,40-22,70 
—22,70 
—22,70 

2,40-22,20 
—28,20 
—22,20 

2,40-21,10 
—21,10 
—21,10 
—21,10 



III. Elnttelliiiig. [mg/tarn] 

8,10 



2,40-28,85 
—28,85 
—28,85 

2,40—88,80 

—23,80 
—28,80 

2,40—88,70 
—82,70 
—22.70 

2,40—22,20 
—22,20 
—22,20 

2,40—81,10 
—21,10 
—21,10 
—81,10 



3,08 



2,82 



2,85 



2,69 



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Bntlmmung von KapiUarUUUhenstanten, 
Tabelle la (FortsetzuDg). 



7T 



U9 



ß 



20,8 


50,3 


2,40-20,85 


2,40—20,85 


2,40-20,85 




20,8 


60,8 


— 20,85 


1 —80,80 


OA OK 

— sü,oO 




t0^8 


1 50,8 


—20,85 


AA BS. 


—■0,05 1 ] 




20,8 


54,0 


2,40—20,50 


2,40—20,50 


2,40—20,50 




20,8 


54,0 


—20,50 


—20,50 


OA H(\ 

—20,50 


> ^,60 


20,8 


54,0 


AA KA 

— 20,50 


OA KA 

—20,60 


OA HA 1 

— zO,DO I 




20,8 


56,2 


2,40—20,30 


2,40-20,35 


2,40—20,30 




20,8 


50,2 


— 20,30 


— 20,00 j 


—20,30 




20,8 


56,1 


— 20,30 


— zu, Ol) 


OA QA 

— 20,oU 




20,8 


57,2 


2,40—20,20 


2,40-20,20 


2,40—20,20 




20,8 


57,2 


—20,20 


—20,20 


—20,20 


2,56> 


20,8 


' 57,3 


-20,20 


—20,20 


—20,20 




20,5 


20,9 


2,40—28,80 


2,40—23,80 


2,40-23,80 




20,5 


20,9 


—23,80 


—28,80 


-23,80 


^ 8,0» 


20,5 


20,9 


—28,80 


-28,80 


—23,80 




20,6 


57,t 


2,40—20,15 


2,40—20,15 


2,40—20,15 




20,6 


57,1 


— 20,15 


1 —20,15 


—20,15 


2,55 


20,6 


51,1 


—20,15 


—20,15 


—20,15 ; , 





(Man vergleiche hicrra die Kurve I.) 

















































































































I 




































































































— 





























































































1 






— 1 


. - 1 






































































l 














f. 


























( 










["^ 






7* 






acr-s 


"st-; 




an 


1« « 




t* • 




'■* J 


f* A 








7* J 


3* i 





Kurve I. 



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78 



Jf^Mstel, 



Zur Prüfung der Methode wurden auch Versuche mit 
fiöhren von anderem Quersobnitte angestellt Zur VerwenduDg 
kam Röbrchen Nr. III. 

Es ^gab sich ftir Benzol derselben Herkunft wie oben: 

Tabelle Ib. 
Beniol (Röhrcben Nr. III). 



h h h ß 

I. Erstellung | II. EüutellaDg ilU. Euastellang [mg/mm] 



3,16 



15,7 


15,8 


1 11,40-^54,60 


11,40—54.55 


11,40—54,55 


15,7 


15,8 


-54,55 


—54,55 


—54,55 


15,7 


15,8 


•-54,55 


—64,65 ' 


—64,85 


15.9 


22,1 


' 11,40—53,25 


11,40—53,25 


11,40—53,25 


i 5,9 


22,1 


! —53,25 


—53,25 \ 


—53,25 


15,9 


22,1 


■ —53,25 


—53,25 


—53,25 


15,9 


33,0 


11,40 -51,10 


11,4t'— 51,10 




15,9 


83,0 


-51,10 


—51,10 


— 1 


15,9 


33,0 


j —51,10 


—51,10 




15,9 


32,9 




1 


11,40-61,10 j 


16,9 


32,9 


i - 1 - • 


— 61,tO I 


15,9 


89,9 




- 1 


—61,10 1 



3,06 



2,91 



Diese Werte stimmen e;enau mit den aus der Kurve 1 
genommenen mit Röbrchen Nr. 1 bestimmten iiberein. 

Für Nitrobenzol, das als reinstes von KalilbMum be- 
zogen war. ergaben sich fUr die beiden Eöhrchen Nr.i und III 
iolgende Werte: 

Tabelle IIa. 
Nitrobensol (BSbfcben Nr. II). Siedepunkt 210*. 







* ! 


ß [mg/ mm] 


19,8 


20,1 


7,2—39,55 


4,68 


19,8 


27,1 


—38,95 


4,57 


19,8 * 


32,0 


—88,50 


4,50 


19,8 




—38,05 


4,44 


19,7 


40,7 


—37,75 


4,40 


20,0 


46,4 


—97,20 


4,32 


2,00 


80,6 


—86,80 


4,27 


20,0 


62,0 


—86,70 


4,24 



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Y9 



Tabelle IIb. 
Niirobauol (Rflhraben Nr. III.) 



^- 


^. 


h 


' ß [mg/mmj 


18,3 
18^ 


35,9 
35,Ö 


2,75—63,80 
—63,80 


} 



(Vgl. hierzu Kurve II.) 

Auch dieser Wert stimmt genau mit dem überein, der 
mit Hilfe des Röhrchens Nr. II erhalten worden ist. 

Die mitgeteilien Bahlen, weicht durch voneinander unab- 
hangige Beobaehimigen gewonmsn worden sind, zeigen nirgende 

*,70 



* 
























l: 
































































r 





























































































































































— 
























—- 












1 — 































— 




1 








< 

























Kurve II. 

Abweichungen, ^reiche die durch die bloßen Läm/eiunessungen be- 
dingten überscitreiten würden. Es wird daher durch sie auch 
der experimentelle Nachweis fiir die Zuverlässigkeit und Ge- 
nauigkeit der Methode des Maximaldrackes kleiner Blasen er- 
bracht. 

II. Teil. Beziehungen der Ka})illarität8koüStanten zu 

anderen (Größen. 

§ 5. J>to Abh&ngigkeit vim der Temperatur und die Kaplllaritftts- 
konstaaten unterkühltar Flüasickeiten. 

Die UntmnchiiDgdn Aber den Einfloß der Temperatnr 
auf die Eapillarit&tskonstanten haben alle ergeben, daß diese 
mit fieigender Temperatur abnehmen, und die meisten Arbeiten 



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80 J^etistel. 

lassen eine lineare Abhängigkeit erkennen. Hr. M. Cantor^) 
hat gezeigt, daß sich dies Ergebnis aus den Sätzen der mecha- 
nischen Wärmetheorie herleiten läßt unter der Annalmie, daß 
die \H ärmekapiizität der Flüssigkeit von der Größe der Ober- 
tiächeu unabhängig ist. Das trifft augenscheinlich innerhalb 
der genauer untersuchten Temperaturintervalle zu. Bei höheren 
Temperaturen muß aber die Kurve, die die Abhängigkeit von 
der Temperatur zum Ausdruck brinc^t, gegen die Teni])enitur- 
achse gekrümmt sein, da die experimentell bestimmten kri- 
tischen Temperaturen für die nach ihrer Definition die Kapillar- 
konstante verschwindet, meist verschieden sind von den mittels 
der Temperaturkoeffizienten von ß berechneten. 

Die meisten Arbeiten über die Temperaturkoeffizienten 
erstrecken sich auf höhere Temperaturen, zumal durch die 
Betrachtungen des Hm. Eötvös^, der den Begriff der moleku« 
iaren Oberflächenenergie einführte, ein Mittel gefunden worden 
ist, das Molekulargewicht von Flüssigkeiten mittels der Kapil- 
laritätskonstanten zu berechnen nnd über das chemische Ver- 
halten der Stoffe bei venchiedenen Temperaturen A.uf8chlaß 

zu erhalten. 

Es soll jedoch das Eingehen auf diese Frage einer spftteren 
Untersuchung Torbehalten werden. 

Das Verhalten der Flftsiigkeiten bei relatir tieferen Tem- 
peraturen, besonders unterhalb ihres Schmelzpunktes im unter* 
kflhlten Zustande, ist Gegenstand nur weniger Untersuchungen 
gewesen. Als Ehrste bestimmten die Herren Humphreys und 
11 ohler^ die KapiUaiitfttakonstante des Wassers bis su ^8,8^ 
naish der Steighdhenmethode. Sie funden die lineare Ab- 
hängigkeit bis SU dieser Temperatur bestätigt. 

Nach ihnen hat Hr. Hock^ das Verhalten tou f&nf Fett- 
säuren unterhalb ihres Schmehpunktes untersucht, allerdings 
nur fftr je eine tiefere Temperatur. Auch er &nd eine der 
Temperatursteigemng proportionale Abnahme der Oberflichen- 
Spannung. 

1) M. Cantor, I. e. p. 490. 

8)B. V. Eötvös, Wisd. Ann. 27. p. 448. 1886. 

3) J. W. Humphrayi n. J. F. Möhler, The pfayaie. Refiew ?• 

p. 387. 1895. 

4) J. Hock, 1. c 



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Be$timmw0 von K^^pälarmukmuUmUiL 81 



Bei der Unteraadumg Uber den EinfliiB der chemischeii 
Konetitatioiiy ftber die im nftchsten Paragnplieii berichtet wird» 
leigte sich, daß einige aronuitiBche Verbindungen sich leicht 
und lange im Zustande der ünterkühlnng halten lassen, trots 
des Dnrchganges der Blasen. Das Teranlaßte die folgenden 
Bestinunnngen innerhalb dieses Gebietes. Znr Verwendung 
kamen Thymoi, Phenol, o-Eresol nnd p-Tolnidin, die alle als 
chemisch rein Ton Eahlbanm bezogen waren. ^) 

Die Ergebnisse werden durch die Tab. V, VI, VlJi, TK. 
nnd Efirven V — Vm TSranschanUcht 



Tabelle III. 

Bstigslare (Bdhreben Nr. Ul), (VgL Kurve UL) äohmekpimkt 16,8«. 



^« 


ä. 


h 


^[mg/mm] 


19,4 


20,3 


7,2—27,45 


2,91 


20,0 


22,4 


—27,80 


2,88 


20,0 


81,7 


—26,66 


. 2,77 


S0,0 


88,8 


-26,26 


2,76 


20,0 


40,6 


—26,90 


2,68 


20,2 


87,8 


—26,2 


2,76* 



8 Standen später. 



AM 





















r ■ 
















































- i 


























( 










— 
















\ — 1 






















1 












- — — - 








































- 


1 




1 


! 




^ 1 



» » 2B 30 12 at. J» 

Karve HI. 



1) Die Siibatanzen wurden übor ihren Schmelzpunkt im Thermo- 
staten erhitzt nnd innerhalb dieses in die Meßgefäße eingefüllt. Jedesmal, 
wenn das Auskristallisiereu bei eingetauchten Köhrchen erfolgt war, 
winde dietM aofii neue nntor dem Mikroskope geprftft. 

Iw nyilk. ZY. Mgs. 16. 6 



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82 



M, ßnuteL 



Tabelle IV. 

Anilin (Rohrchen Nr. II). (Vpl. Kurve IV.) Siedepunkt 182.4« 





h=-^ 


A 


^ [mg^ mm] 




19,9 


5,16-37,55 


4,68s 


80|V 


AA A 

22,0 


— 87,40 


4,86 


20,9 


24,4 


—86,95 


4,60 


80,9 


29,7 


—86,70 


4,56 


20,9 


31,6 


—86,55 


4,58 


20,2 


34.9 


—36,27 


4,49 


20,2 


42,0 


— 35,70 


4,41 


20,2 


48,1 


—85,15 


4,33 


20,2 


50,6 


—84,9 


1 *»29 






Tabelle Y. 




Thymol: Sohmekpoiikt 44,0* (Rdhrehen Nr. (Vgl Kurve V.) 




1 _ 


h 


ß [mg/ mm 


11,8 


18.6 


8,86—28,19 


8,62i 


11,2 


21,0 


-27,80 


8,40 


18,8 


40,1 


—26,60 


8,29 


18,8 


42,4 


-26,86 


8,26 


18,3 


48,8 


— 26,25 


8,25 


13,3 


44,5 


—26,20 


8,24 


18,8 


45,5 


—26,15 


8,24 


18,3 


46,8 


-28,05 


8,22 


18,3 


48,9 


—25,95 


8,20 


18,3 


49,9 


—25,90 


8,80 


12,0 


52,2 


—26,76 


8,18 


12,0 


54,9 


—26,60 


8,16 


12,0 


58,1 


—26,86 


8,12 






Tabelle VI. 




Phenol; Bcbmelzpunkt 40,8^ (Uöhruhen Nr. I). (Vgl Kurve VI.) 


^« 




h 


ß [mg/ nun] 


16,4 


86,5 


1,7— :m,T0 


4,21 


15,4 


88,4 


—30,50 


4,11* 


15,4 


40,8 


—30,35 


4,17 


14,6 


48,7 


—80,15 


4,13 


18^ 


56,8 


—29,15 


8,99 


18,8 


65,8 


— 28«46 


8,89 


18,8 


62^ 


—28,85 


8,90 



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Bntimmaig von KapiÜarUättikomtaiUtn, 88 




4M 



^•V^,. 21* 2J* Jtf* i»* Jl' J3* jIj* 57* 39* *l' *J' A?* 45* ^'OiU. 

Kurve IV. 




KurvQ V« 




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84 



Es zeigt sich bei sämtliclieii untersuchten Stoffen, daß die 
lineare Abhängigkeit iler Kapillaritätskonstante von der Tem- 
peratur stetig durch den Schmelzpunkt hindurchgeht. Die 
Flüssigkeiten behalteu also im unterkühlten Zustand ihre Eigen* 
Schäften als solche bei und xeigen keine Besonderheiten« 

Hr. G. Quincke^) hat aus zahlreichen Bestimmungen Ton 
KapiUaritätskonstanten geschmolzener Metalle und anderer 
Sto£fe den Satz abgeleitet, dafi sich diese in Gruppen teilen 
lassen, für deren jede sich die spezifische Koh&sion a*=2 ß/s 
als ein Vielfaches Ton 4,8 darstellt. Für eine große Reihe 
▼on Körpern stimmt diese Regel mit guter Annftherung. Die 
Zahlen Är Hg und Wasser fOgen sich nach den am genauesten 
ausgeführten Bestimmungen am wenigsten gut ein.*) 

Für die in dieser Arbeit untersuchten Stoffe ergaben sich 
beim Schmelzpunkt folgende Werte filr a* 

2 X 4,3 

Thymol nj^,, = 9,47 8,<j 
Phouol rtjV ^0 - 7,92 8,6 

0-Kresol - 7,81 8,6 

Es zeigen diese Werte mit den von G. Quincke an ver- 
schiedenen Kühleiiwasserstofieii getmideuen giiic Überein- 
stimmung, wenngleich auch sie diu Regel nur annähernd be- 
stätigen. Eine gewisse Anordnung der verschiedenen Körper- 
kiassen liegt aber jedenfalls vor. 

Eine Beziehung zwischen den Temperaturkoeffizienten der 
Oberflächenspannung und dem Ausdehnnngskoeftizienten hat 
Hr. M. Cantor^ aus dem Ausdrucke abgeleitet, den La place 
für die Oberflächenspannung aufgestellt hui; es soll der Tem- 
peraturkoeffizient € 2,38 mal so groß sein als der Ausdehnungs- 
koeffizient y einer Flüssigkeit. Hr. Cantor hat in seiner er- 
wähnten Abhandlung eine Tabelle des Verhältnissos Ejy zu- 
sammengestellt und auch die Möglichkeiten diskutiert, aus 
denen die Abweichungen Yon den theoretischen Werten erklärt 
werden können. 

1) O. Quincke, Pogg. Ann. 18». p. e2L 1868; 188. p. 141. IH9, 

2) Vgl hienn H. Siedentopf, L c p. 89. 
8) IL Cnntor, 1. e. p. 481. 



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Jht ti mwu a iff von Kt^täharitätikonstanten, 85 



Die TemperaturkoefHzieuteiiy die an den hier untersuchten 
Stoffm gefunden wurden, stimmen, soweit nach anderen Methoden 
genanere Meaeimgen angestellt worden sind, gnt ttberein. Die 
von mir gefimdenen Werte sind in folgender Tabelle zusammen» 
gestellt und dabei die von anderen Beobachtern angegebenen.^) 



Tabelle Vn. 





• 




c 

7 


Bemol 


0,0046 


0,00180 


8,8 


n 


43 T. 




8,2 


n 


48 V. 




3,5 


11 


39 C. 




2,8 


Nitrobensol 


0,0027 


0,00089 


3,0 


>» 


29 G. 




3,3 


Anilin 


0,0027 


Ü,ÜÜÜ92 


2,2 


>♦ 


26 y. 




2,8 


Esiigiiiira 


0,0040 


0^00116 


8,5 


Thymol 


0,0027 


0,00021 


8,0 


Phenol 


0,0026 


0,00062 


8,0 


Kresol 


0,0027 


0,00064 


8,0 


Toluidin 

















Aus den mitgeteilten Zahlen geht jedenfalls hervor, daß 

das Verhältnis e/y nahezu konstant ist. i 

Hr. deHeen^) hat auf Grund hypothetischer Anschauungen 
den Ausdehnungskoeffizienten der Oberflächenschicht, die die 
Spannung bedingt, bestimmt. Die Ton ihm gefundenen Werte 
ftberschreiten die der mittleren Ausdehnungskoeffisientenaiemlich 
stark. Ein GrOfierwerden von y hat aber ein Eleinerwerden 
des VerhJÜtnisses tj/ zur Folg«, wodurch sich das Verhftltnis 



1) T. «= Timberg, Wied. Ann. 30. p. 546. 1887. C. = Cantor, 1. a, 
y. *> Volkmann, 1. c, 6. a Gtiye u. Perot, Arch. ac. phys. et nat. 
U. p. 225. 1901. 

2) P. de Heen, BtilL de VAcad. Roy. de Belg. (8) 6. p. 505—628. 
1888; vgl «odi Fhyiiqtte eompar6e, IL Teil, p. 22£ Lflttidi 1888. 



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86 



dem theoretischen Werte 2,33 nähern würde. Andererseits 
könnte man die Cantorsche Relation daza benutzen, aus den 
Temperaturkoefüzienten die AosdehDUDgskoeftizieuten der Ober- 
dächeuschicht zu berechneu. 

§ 6. Beziehungen swischeu den 2£apillaritatakon8tanten und der 

«ahmnlsohen Koostitatioo. 

Der erste, der systematische Untersuchmigen tiber diese 
Frage anstellte, war Mendelejew.^) Die benutzte Methode 
war die der Stei^^öben. Ans den Mitteflimgen ist jedocb nicht 
ersichtlich y welcher Orad von Genauigkeit seinen Messungen 
zukommt. 

Eingehender nnd sorgflütiger studierte L. Wilhelmy^ 
danach diese Beziehnngen mit der Methode, die das Gewicht 
der Ton einer ebgetanchten Platte kainllar gehobenen Flftssig* 
keit pro Längeneinheit der Eontaktlinie bestimmt. Als Besnltat 
seiner Messungen an einer großen Zahl von Flüssigkeiten stellte 
er eine Beihe Ton S&tzen auf, die sich jedoch nur annAhemd 
beetfttigen. 

Duclauz*) untersuchte nach der Methode der &Uenden 
Tropfen Glieder aus den homologen Reihen der Alkohole and 

Fettsäuren, konnte aber einen Zusammenhang zwischen der 
Kapilluntätskonstante und dem Molekulargewicht nicht finden. 

Rodenbeck*) fand mit Hilfe der Steighöhen, daß die 
Kapiliaritätskonstauten in der homologen Reihe der Fettsäuren 
dem Kohlenstoffgehalt proportional abnahmen: 

CH,0, 

C,H,0, 



1) D. II eadelejew, Gompt read. M. p. SS; U. i». 97. ISSO. 

2) L. Wilhelmy, Pogg. Ado. 121. |».6S— 61. 1864. 

3) £. Duclaux, Ann. de chim. et phy?. (5) II; |^ TS. 1878. 

4) H. Jäodenbeek, loug.-Dia«. Bonn 1879. 



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a 

2,5201» 

2,4914 
2,4606 
2,4250 
2,3957 



Au 

0,080 
0,080 
0,086 
0,029 



BeMtmnmmff von KtqfälaritäUlunutanten, 87 



Nach Linebarger^) habe die Einführung einer Methyl- 
gruppe in die para-Stellimg eine Abnahme der Tropfengewicht© 
zur i?'olge, die Metaraethylgruppe habe keinen Einüuß. 

Im Gegensatz zu Rodenbeck und in Ubereinstimmung 
mit Duclaux konnte Hock^ neuerdings bei Auwendung der 
Jäger sehen Methode bei den homologen Reihen der Alkohole 
nnd Fettsäuren keinen gesetzmäßigen Zasammenhang zwisohen 
der EapillaritätskonstaQte und der chemischeii Zusammen- 
steUniig feststellen. 

Am eiogehendsten hat K Schiff^ diese Frage studiert. 
Kr führte nach der Methode der Steighöhen für eine sehr 
Krofte Zahl von Substanzen die Bestimmung der Kapillaritäts- 
konstante bei gewöhnlicher Temperatur und nahe am Siede- 
punkte, als yergleichbaren Zuständen, durch. Dabei kam er 
zu folgendem Resultate. 

Bedentet 

m dss Molekulargewieht, 
• da» qierifiMlie Gewicht^ 

Po........ KH-U--^ 

80 setzt Schiff , . 



wo A'die Anzahl der von der Längeneinheit gehobenen Moleküle 
bedentet. Dasselbe findet sich für alle Substanzen nahezu 
gleich, in denen zwei Wasserstoffatome durch 10, 8H durch 10, 
7H durch ICl etc. ersetzt sind. 

B^s ordnen sich zwar eine Reihe Ton Substanzen dieser 
Benehnng nicht unter» aber trotzdem lassen sich aus den 
Resultaten die Einflflsse der chemischen Konstitution erkennen. 

Daß bis jetzt eine klare Besiehung zwischen der ohemisohen 
Konttitotion imd der KapUlaritätskonstante nidit gefunden 
wurde, Hegt an der Ungenauigkeit der verwendeten Methoden. 
Bei der Genauigkeit, welche die hier beschriebene Methode 
zuläßt, war es aosaiditsToller, der Frage nfther zu treten. 



1) a K. Linebarger, SilL Joon. (8) 44. p. 88. p. 189S; B«r. dL 
ch». QcnUidi. », p. 987. 18M. 

2) J. Hock, L c. 

8) &. Sebiff, Lieh. Ann. 22$. p. 41. 1884. 



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88 R, FwmUL 

Am unmittelbarsten muß der Einfluß der chemischen Kon- 
stitution aüein zutage treten bei dem Studium isomerer Ver- 
bindungen, wenn man den Einfluß desselben Radikales in ver- 
schiedenen Kernen systematisch untersucht. Da die Beuzol- 
derivate bezüglich ihrer Isomerieverhältnisse am besten bekannt 
smd, so boten sich diese zur Behandlung der Torliegenden 
Frage als am geeignetsten dar. 

Von diesem Gesichtspunkte aus wurden die isomeren 
Methylderivate von Toluol, Phenol und Anilin, also ortho*| 
meta-^para-Xylol)Kre8ol und Toluidin untersucht. Die Schemata 
dieser Bensolderivate sind folgende. Die Prftparate waren als 
cbemisdi reinste von Kahlbaum bezogen. 



CH, OH NH, 




Die Ergebnisse der Messungen werden durch die Ta- 
bellen ym— X und Enrren VII— IX wiedelgegeben. 

Wie die Tabellen zmgen und ans den graphischen Dar* 
Stellungen unmittelbar ersichtlich ist, lassen die hier mitgeteilten, 
sum ersten Male systematisch durchgefthrten Untersuchungen 
in sehr bemerkenswerter Weise einen gesetcm&Bigen Zusammen- 
hang zwischen chemischer Zusammensetzung und Kapillaritftts- 
konstante erkennen. 

hi aüen FSOm güU der SubHUueni m der artha-Siaimiff dm 
größte^ m der parofSUlhauf die klemete KagßUlaritätfkoneimite, m 
der m-SieUung tftiMfi wxtüeren Wert» 

Tabelle Villa. 
o-Kretol, Sehmalspoiikt 29,ft* (RShrahen Nr. I). 





1 1 


* 1 


ß [ng/mm] 


12,0 


11,5 j 


2,25—31,35 1 


4,22 


12,0 


14,5 ' 


-31,10 


4,19 


13,0 


27,7 1 


—80,15 1 


4,05 


18,0 


80,8 


~S9,00 1 


4,00 


18,5 


41,8 


—89,08 


8,88 


18^ 


4^8 


-88,78 


8,85 


18,5 


50,8 


-88,40 


8,18 



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BetÜmmmg dtr KiqnUarüätskanttanten. 89 



Tabelle Vlllb. 

in Kr PS ol fRöhrchen Nr. I). Siedepunkt 200,8". 







h 


ß [mgymmj 


12,5 


13,9 


2,25—30,20 


4,06 


IM 


15,0 


—80,15 


4,05 


18 


81,4 


—89,70 


8,98 


18 


84,9 


'88,70 


8,88 


18 


48,8 


—88,05 


8,74 


18 


48,4 


-27,70 


8,69 




Tabelle VIIIc. 





p-Kresol (ßöhrcben Nr. I). Schmelzpunkt 84,8 ^ 





^. 


h 


ß Liug/mm] 


12,8 
IM 
IM 

12,7 
12,7 

o-To 


82,2 
40^5 
44,9 
52,0 
68,1 

luidiu (Eöh 


1,7—26,2 
—27,55 
—27,80 

— 2B,70 
—26,65 

Dabelle IXa. 

rchen Nr. 1). Siede; 


8,85 
8,75 
8,70 

3,63 
8,68 

punkt 198,9°. 




&. 


* 


ß [mg/mm] 


11,6 
12,1 
11,9 
12,9 
12,9 

IM 


17,5 
21,9 
28,8 
43,2 
47,8 
45,6 


1,70-31,95 ] 4,89 
—31,60 i 4,34 
-31,10 1 4,27 
—29,90 4,10 
-29,50 4,04 
—29,70 { 4,07 



Tabelle IXb. 
m-Tolnidia (BOhrchen Nr. Siedepunkt 808*. 



^« 




k 


ß [mg/mm] 


12,1 


18,5 


1,70—29,95 


4,09 


12,5 


81,1 


—29,16 


3,97 


IM 


87,9 


—28,65 


8,92 


18,7 


46,7 


—28,05 


8,88 


18,7 


4M 


—27,95 


8,79 



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Butimmuagf der Ke^MiritätilunutantefL 



91 



Tabelle IXo. 
p-Tolttidin (BShrchen Nr. I). Sohmdspnnkt 44*. 



^« 


&. h 


ß [mg/mmj 


13,0 
13,0 

13,0 


40,2 : 1,70—27,63 
40,6 1 —27,00 
44,6 —87,40 
80,9 1 —86,95 

Tabelle Xa. 
ylol (BShrehea Nr. II). Siedept 


8,78 
8,76 
8,78 
8,67 

lokt 148,4«. 




^. ! h j [jJ mg/mm] 


19,3 1 19,2 ' 9,65-31,95 , 3,21 
19,8 1 13,8 , 12,9 —85,7 | 8,28 

Tabelle Xb. 
m-XjIol (Etöhnhen Nr. II). Siedepoiikt 188,8*. 






h 1 ß [mg/mm] 


19,2 19,2 ] 9,65—31,05 
— 13,5 . 12,9 —34,73 

Tabelle Xc. 

p-Xylol (Röhrchen Nr. II). Siedepi 


3,08 
8,16 

iDkt 187,4». 




^. ' h 


ß [rag/mm] 



19,8 
- I 



19,3 
14,0 



9,65—80,70 



3,03 
8,08 




xro 



u 19 IS tr t9 tt *a 
Kurve IX. 



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92 JR. FniHeL B«$timnaaig dtr KajtiiharUätikmutanimL 

Es wäre wünschenswert gewesen, diese Beziehungen weiter 
ZU Terfolgeoy doch hinderte daran die kostspielige Beschaffang 
der Substanzen in der nötigen Reinheit 

SosainiiieiiflMsaiif. 

In der vorliegenden Arheit wurde nachgewiesen: 

1. Die Methode des Maximaldruckes kleiner Bhisen ge- 
stattet Kapillaritätskonstanten mit derselben Exaktlieit zu 
ermitteln, mit der kleine Längen mit Hilfe des Mikroskopes 
und größere mittels des Fernrohres gemessen werden können. 

2. Mit Hilfe der Methode wurden unterkühlte Flüssig- 
keiten untersucht und insbesondere gezeigt, daß der Schmelz- 
punkt kein singulärer Punkt fUr die Kapillaritätskonstante ist. 

d. £is wurde zum ersten Male systematisch der £influß 
der chemischen Konstitution auf die Kapillaritätskonstante 
studiert und gefunden, daß bei den untersuchten Benzolderivaten 
eine Substitution in der o-Stellung die größte Kapillaritäts- 
konstante, in der p-Stellung die kleinste bewirk^ während der 
m-Stellung ein mittlerer Wert zukommt 

Den Herren Professoren F. Braun und M. Cantor sage 
ich auch an dieser Stelle herzliehst Dank für ihre Anregungen 
und Hilfe bei meinen Arbeiten. 

Straßburg i. Eis., Physik. Institut, Juni 1908. 

(iangegangeii 24. Deiember 1804.) 



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G. ijher das ultrarote Absorptionsspektrum der 
KoMethSüure in seiner AbhänglykeU vom l>ruckf 
von Clemens JSchaefer, 



Über die Absorption der Kohlensäure liegt bereits eine 
große Zahl von Kxperimentaluntersuchungen vor, die sich zum 
größeren Teile auf GesamtstrabluDg^)» zam kleinerea auf 
spektral zerlegtes Licht beziehen. 

Was die letzteren angeht, so entdeckten Angströin^) die 
beiden Absorptionsstreifen bei 2,7 (j, und 4,4 //, Kubens und 
Aschkinass^ denjenigen bei 14,7 /i. Außerdem liegen noch 
die sorgfältigen Untersuchungen von F. Paschen*) vor, auf 
die sp&ter noch zurllckznkommen sein wird. 

Von den Untersur ImnE^en über die Geeamtabsorption der 
strahlemlen Wärme durch Kohlensäure sei besonders die Arbeit 
▼on Kooh^ heryorgehoben , in der auf Teranlassung Ton 
Ingstr^m nntersacht wurde, ob Vergrößerung der Schic/it» 
dicke bei unverändertem Jhruek und Vergrößerung des Druckee 
bei wweranderier Schichtdicke den gleichen Einfluß auf die 
Absorption haben. Falls diese Frage bejaht wird, bedeutet 
dies nielits anderes, als daß nur die Anzahl der Yorhandenen 
MolekfU« — ohne Rficksicht auf ihren in beiden Fällen Ter» 
schiedenen physikalischen Zustand — f&r die Absorption maß* 
gebend ist 

1) R. Franz, Pogg. Ann. 94. p. 337. 1855; O. Magnus, Pogg. 
Ann. 112. p. 614. 1861; John Tjndall, Contributions to molecular 
Physics . . . of Radiant Reat 1872; E. Lecher u. Pernter, Wied. 
Ann. 12. p. 180. 1881; E. Lecher, Wied. Ann. 16. p. 441. 1882; W. C. 
ROntgen, Wied. Ann. 23. p. 259. 1884; J. £. Keeler, Amer. Journ. of 
Sdence 88^ p. 190. 1884; K. IngitrSm, Wied. Ann. 88. p. 887. 1890; 
F. Karlbamn, Wied. Ann. 81« p. 417. 1897; Bt. Arrhenins, Ann. de 
Phjs. 4. p. 690. IflOl; K. Ängström, Ann. d. Phys. 6. p. 163. 1901. 

2) K. IngBtröm, Ofversigt af lu Veteatk. Akad. Förh. 43. p. 881. 
1890; Phys. Revue 1. p. 325. 1892. 

3) U. Hubens u. £. Asolikinass, Wied. Ann. G4. p. 584. 1898. 

4) F. Paschen, Wied. Ann. 51. p. 28. 1894; 62. p. 881. 1894. 

5) J. Koeh, O^enigt af K. Yeteoik. Akad. FOrh. 88. p. 881. 1901. 



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94 



demtoM Seiuufmr, 



Daß diese Anschauung für kleine Schichtdickeu und ge- 
ringe Drucke richtig ist, kann man wohl ohne weiteres 
zugeben; allein 68 ist sehr unwahrscheinlich, idaß diese Ge- 
setzmäßigkeit eine allgemeine Geltung haben sollte. Denn 
die Gase befinden sich in den beiden Fällen in ganz ver- 
schiedenen Umständen: dem größeren Druck entspricht ein 
kleinerer Abstand der Moleküle. Wenn man sich auf den 
elektromagnetischen Standpunkt stellt, so ist es als sicher an* 
snuehmen, daß die gegenseitige Beeinflussung der als Reso- 
natoren fungierenden Molekttle im letzteren Falle anders aus- 
fiült als im ersten. Auch hat schon Angstrdm darauf 
aufmerksam gemacht, daß nach dieser Anschauung das Ab- 
sorptionsspektrum für die Flüssigkeit mit dem des Dampfes 
übereinstimmen sollte. Nun haben zwar in der Tat die 
Spektren der Flüssigkeiten große Ähnlichkeiten mit denen 
ihrer Dämpfe — was gerade den Schluß nahelegt, daß es 
dieselben Teilchen hier wie dort sind, die die Absorption be- 
wirken — , aber sie sind keineswegs identisch.^) 

Die ersten Versuche zur Entscheidung dieser Frage hat 
Angström selbst in der genannten Abhandlung gemacht. Er 
benutzte zwei Röhren, die eine von 6 cm, die andere von 
12cm Länge, und beobachtete die Absorption durch das iu 
beide Röhren eingeschlossene Gas, wenn in lieidcn 1^'iillen die 
Gesamtziihi der Moleküle sich nicht änderte, d. h. wenn die 
kürzere Röhre Gas von doppeltem Druck enthielt, wie die 
längere Röhre. Indessen waren seine Resultate „negativ, oder 
mindestens unsicher''. 

Später hat Koch in seiner schon zitierten Arbeit die 
Vermutung Ängströms, daß bei größerem Druck auch größere 
Absorption eintritt, durch Benutzung einer ähnlichen, aber 
yerbesserten Anordnung wahrscheinlich gemacht. 

Aus den angeführten Untersuchungen hat sich als wahr- 
scheinlich also das Resultat ergeben, daß die Absorption nicht 
allein von der Anzahl der absorbierenden Moleküle, sondern 
aucli von dem physikalischen Zustand derselben abhängig ist. 

Woher dieser Unterschied kommt, darüber gibt die schon 
genannte Untersuchung Paschens*) einen Fingerzeig. Er 

1) R. AngstrSoi, 1. c; F. Pasehen, 1. e. 
^ F. Patohen, Wied. Ann. ftl. p. 84. 1894. 



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J^at vUraraU AhtorptknuipMmm der Kohkmäm eie, 96 

fmdefc, daß bei VergrOfienuig der Sohichtdicke die BreUe des 
AbsorptioiuBtreifens Bieh nidhi Sadert, und er bemerkt dasn, 
dftB dieeee Besultat nicbt ohne weiteres ftr die Oiudieht» gelte; 
ni emer Note an derseLben Stelle heißt es: „Die Kohlensftnre 
derZunmerlnft steht unter einem Partüüdmck Yon ca. Viooo 
Es mag dies der Gmnd sein, weshalb die Breite des Absorp- 
tionsstreifens f(kt sk ein wen^ tekmiUer war** (nftmlicfa im Ver- 
gleich mit Kohlensäure, die unter dem Dmcke toq 1 Atm. 
stand). 

Iii der vorliegenden Untersuchung habe ich versucht, die 
Verbreiterung der Streifen mit wachsendem Druck nachzu- 
weisen; das positive Ergebnis derselben gestattet unter anderem 
eine Kritik der von Arrhenius zur Stütze seiner Theorie 
der Eiszeit angestellten Versuche ; außerdem ist noch bei einigen 
anderen strittigen Punkten eine Entscheidung möglich gewesen. 

Die allgemeine Versuchsanordnung war folgende: Von 
der Lichtquelle Z (vgl. Fig. 1) werden die Strahlen durch den 




Fig. 1. 



vorderseitig Tersilberien Hohlspiegel parallel 'gemacht nnd 
durchsetzen dann der Reihe nach das Diaphragma 2>, das 
Absorpüonsgetftß, Ton dem unten weiter die Bede sein wird, 
mid das Diaphragma D^; darauf fidlen sie anf den Hohl- 
spiegel der anf den Spalt des l^pektrometers ein reelles 
Büd der Lichtquelle entwirft. Das Spektrometer (von Schmidt 
it Haensch] war mit Spiegeleinriehtnng und 8^ Tersehen 
md wurde in der bekannten* Weise justiert 

Die Beobachtung der strahlenden Energie geschah mit 
HiUe einer Bnbenssehen ThennosBnle. Durch eine AnsaU 



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96 



Gemmu Scharfer, 



rechteckiger Diaphragmen, deren schmälstes sich in iin mittel« 
barer Nähe der Thermos&ule befand und 0,6 mm breit wir, 
wurden die 15 in einer geraden Linie angeordneten ungerad- 
zahligen Lötstellen ausgeblendet Die Temperaturemphndlich- 
kelt^) der Thermoeftnle betrSgt 860. lO-^^YoH proCelaiasgrad; 

der gesamte Widerstand des Stromkreises (Thermostale+M* 
▼anometer) betrog ca. 16 Ohm^ die Stromempfindliofak«t des 
Galfanometers angenähert 6.10~^ Amp. Also entspriefat 
einem GalvanometeransscUag Ton 1 mm eine Tempmtor* 
erh5bnng der bestrahlten Lötstellen von 1 . 10** Cetoinsgraden. 

Leider war die Ruhelage des benutzten GalTanometers 
infolge ?on magnetischen nnd mechanischen Störungen nicht 
sehr günstig, so daß eine große Anzahl von Einselbeobaoh- 
tungen gemacht werden mußte; besonders ftr die Absorptioos- 
messungen, bei denen die Konstanz der Ltchtqueile während 
einer Versuchsreihe die Voraussetzung bildet, war dies ein 
beträchtlicher Nachteil. Nach mehreren Vorversuchen benutzte 
icli schließlich eine Xernstlampe (kleineres Modell der A.E.G. 
für 110 Volt Spannung), <lie allen Anforderungen genügte. 

Das Prisma war ein Steinsalzprisma von 60® brechendem 
Winkel. Bei Beginn einer jeden Versuchsreihe wurde die 
Thermosäule mittels des Okulars so eingestellt, daß die i^-Linie 
in der Minimumstellung auf die Lötstelle tiel. Da nun die 
j9- Linie in der Minimumstellung fixiert wurde, und das Prisma 
keine automatische Minimumeinsteliung besaß, so berechnete 
sich der Austrittswinkol aus dem Prisma für Strahlen von der 
Wellenlänge Az> (der zugleich der Einfallswinkel für sämtliche 
Strahlen ist) aus der bekannten Gleichung 

t IS arc sin {nann tpfT) , 

worin unter rp der brechende Kinkel des Prismas, unter ud 
der ßrechungsexponent der Natriumhnie und unter i der Ein- 
fallswinkel zu verstehen ist. Nim besteht zwischen letzterem, 
dem Austrittswinkel i", dem brechenden Winkel (p und dem 
Brechungsexponenten n iUr eine beliebige Wellenlänge die 
Beziehung: 

i" aar BTC slu (siu ^ l/u* — siu*? — COS 9» siu t) . 
1) H. Habens n. B. Asohkinaas, Wied. Ann. 04. 690. 1898. 



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Niiili dieser Foimel war t" mit Hilfe der Dispersionebestim- 
Mogeo Ton H. Bnbene und A. Trowbridge>) als Fnnktioo 
der WeUenlinge berechnet und graphisch dargestellt worden. 
Als Abszissen dieser Kurve wurden die Wellenlängen, als Ordi- 
naten die Grftfien (i—i ) anfgetnigeD, d. h. die Ablenkung von 
der in Minimnmstellang befindliehen J>- Linie an gerechnet; 
dies ist aneli im folgenden immer unter Ablenkung verstanden. 

Die Kohlens&ure wurde in einem starken eisemen Rohr 
von 60 nun ftuBerem, 88 mm innerem Darchmeseer einge- 
schlossen. Die innere Bohrwand war stark oxydiert, um die 
Reflexion von Wärmestrahlen möglichst auszuschließen. Auf 
die Enden des Rohres konnten starke Kappen aus Eisen auf- 
geschraubt werden, welche eine Bohrung von 32mm Durch- 
messer besaßen. Durch die Kappen und zwischengelegte 
Lederringe wurden Messingringe, die in der Mitte Steinsalz- 
platten von 1 cm Dicke und 3 cm Durchmesser eingekittet 
hielten, gegen die gut geschliftenen Rohrenden gepreßt. Das 
Rohr wahr mit drei Hähnen versehen, von denen der eine zu 
einem Manometer (Af), der zweite zu einer Kohlensäurebombe, 
und der dritte zu einer Luftpumpe führte. 

Die Messungen wurden nach dem Vorgange Paschens 
in der Weise ausgeftihrt, daß Energiekurven aufgenommen 
wurden, und zwar einmal wenn das Absorptionsrohr mit Luft, 
das andere Mal mit Kohlensäure von bestimmtem Drucke ge- 
ftllt war; sur Kontrolle der Konstanz der Wärmequelle wurde 
dann noeh eine dritte Beobachtungsreihe unter denselben Be- 
dingungen wie die erste angestellt Nun enthält aber die Luft 
f^ddiliaUs Kohlensäure, die unter einem Partialdruck Ton 
ViMo steht, und diese winzige Menge genügt bereits, um 
Absorptionen hervorzurufen, die sich als Diskontinuitftten in 
der primftren Energiekurve seigen. Da nun die Dispersion 
nemlieb gering und die Thermos&ule ziemlieh breit ist, so hat 
man es keineswegs mit homogenem Licht zu tun. In Verbin- 
dung mit der starken Absorption der in der atmosphärischen 
Luft vorhandenen CO, bewirkt nun dieser Umstand, , daß man 
die Absorption der Kohlensfture nicht ohne weiteres aus dem 
XTnteisehied der beiden Energiekurven herleiten kann, wie 



1) H. Rubent o. A. Trowbridge, Wied. Ann. p. 7t4. 1897. 
AndMtePtfrik IT. Vo^tu la 7 



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98 



dfiMM Sdktufmr, 



Paschen gezeigt hat.. Man mfißte m diesem Zwecke viel- 
mehr eine Energiekurve als primäre zugrunde legen, bei der 
die absorbierenden Stoffe der Luft beseitigt sind. Wenn man 
nicht den ganzen Apparat ins Vakuum setzen kann oder will, 
80 bleibt nichts anderes übrig, als die Diskontinuitäten, die 
dareh die absorbierende Wirkung der CO, der Zimmerluft in 
der primären Energiekurve heryorgerufen werden, dadaioh 
fortzuschaffen, daß man dorch^ graphische Interpolation die 
Kurve kontinuierlich macht. Uber die BerechÜgang dieies 
VeiialiienB wgleiohe die Diskaaeion swieohen Paaohen uid 
Angatrftm.^) 

Die Einäelbeobachtimgen, ane denen aidt eine ▼ollatiadjge 
BeobaehtnngBivihe sneammeneetste, worden im Spektralgebiet 
▼on 1—6 n angestellt! nnd swar wurde das Spektrometer ?on 
Winkelminnte su Winkslminate Teretelli Wegen dar sdioa 
oben erwähnten schlechten Ruhelage des Galvanometers mußte 
bei jeder Spektrometereinstellnng ans 7 — 10 BSmelbeobaeh- 
tnngen das Mittel genommen werden. Der Zutritt der Stnhluig 
sor ThermosSole wurde dureh Anziehen eines Fallschirmes 
herbeigeführt. 

Zur Prüfung der Justierung und ersten Orientierung im 
Spektrum habe ich sunichst die Emissionskurve des Auer« 

brenners angenommen, der in dem für die vorliegende Unte^ 
suchung in Betracht kommenden Spektralgebiete die Emissions- 
maxima des Wasserdampfes bei 2,6G ^ und der Kohlensäure 
bei 4,4 /u besitzt. Die betreffenden Maxima fanden sich an 
denselben Stellen des 8pektruras, wie bei den Untersuchuugeu 
von Paschen, Rubens und Asclikinass. 

¥j8 zeigte sich nun bei den eigentlichen Messungen der 
Befund Paschens genau bestätigt. Als in dem A bsorptionsrobr 
Zimmerluft, d. h. COg von ^/^q^q Atm. Partialdruck enthalten 
war, zeigte sich bei 2,7 // eine Absorption von im Mittel 22 Proz. 
und bei 4,4 ju von 37.5 Proz.; natürlich war diese Absorption 
durch die im yanzen Strahlengange befindliche Kohlensäure 
hervorgerufen. Wurde dann das Rohr mit Kohlensäure von 
1 Atm. Druck geMit, so stieg die Absorption auf 28,8 Pros. 

1) F. Paschen, Wied. Ann. 6L p. S. 1SS4; 68. p.S87. ISM; 
K. ingstrSn» WM Ana. 5& p. fiOS. IStA. 



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bez. auf 62,7 Proz. Wwa wm die Schichtdicke Ton 50 cm 
«af 200 cm erhöht wurde, was in einigea Venaohen geaehah, 
80 war keine Änderung der Absoiption mit Siofaarheit naoh- 
«eisbftr» w daß der SoUaß berechtigt iBt» daß eine 50 cm dicke 
Sehidit Kohlenaftore die Absorption eoiusagen voUet&ndig b^ 
wirkt hat; wahredheinlich ist eine noch geringere Schicht dazu 
aureichend. Auch leigt eich hier die oben erwShnte Beob- 
aohtong Paeehene aber die StreÜenbreite beet&tigt: bei 
7,000 Atm. betrag die scheubare Breite 9' (von 1*40' bis 1*49' 
von der Minimnraitellung an gerechnet) bei. 16' (tou 1^*59' 
bis 2*^15'); dagegen fand ich bei 1 Atm. eine Breite Ton 14' 
(Ton 1^96^ bis bes. von 21' (tou 1^57' bis 2«18> 

Dieses Resultat ermutigte daiu, die Versuche bei höherem 
Druck fortzusetzen. 

Ich habe demgemäß in derselben Weise Beobachtungen 
angestellt, wenn das ßohr mit Kohlensäure von 1, 2, 3 uüd 
4 Atm. gefüllt war. Die größte Schwierigkeit bei diesen 
Mesäungen bestand darin, das Rohr gasdicht zu bekommen. 
Nachdem Leder- und Gummidichtungen völlig versagt hatten, 
bewährte sich sogenanntes „Klingerit'' sehr gut. 

Bei den Messungen ergab sich nun folgendes Resultat: 
Bei jeder Druckzunahme fand eine Verbreiterur^ der beiden 
Streifen statt, die schließlich sogar ineinander übergingen. 
Gleichzeitig ging die Maximalabsorption in beiden Fällen be- 
trachtlich in die Höhe. Durch bloße Vergrößerung der Schicht- 
dicke bis zu einer Länge von 200 cm ') u^ar weder das eine noch 
das andere Resultat zu erzielen, vielmehr blieb sowohl die 
Maximal absorption bei demselben Wert stehen, den sie bei 
60 cm Schichtdicke besaß, als auch blieb die Streifenbreite 
die xiftmliche. 

XTm die Messungen an einem Beispiele zu zeigen, gebe 
ich meine Beobachtungen fUr den Absorptionsstreifen von 2,7 n 
in Fig. 2 wieder. Da die verschiedenen Messungsreihen zum 
Teil mit verschiedener Empfindlichkeit angestellt worden sind, 
SO habe ich sie sämtlich auf die namliehe prim&re £nergiekur?e 

1) Zu diesen Versuchen benutzte ich ein Messinprohr von der an- 
gegebenen Lftnge, das sur Vermeidung vod Beflexioneu geachwärzt und 
mit nenn In Ab«tftndeii von 90 om bändUehsn DisphragneD ▼onehen 
«sc. Die lato mrea dueh OUouneiplAtten TsneUoMSD. 



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100 



200 



umgerechnet; der gestrichelte Teil der primären Energielnure 
istdorch graphische iDterpolation gewonnen, wie oben dargelegt 
Ans ddn der Fig. 2 sugmnde liegenden Zahlen ist die folgende 

Tabelle (vgl. p. 1U2) bereeknefe; die 
Zahlen bedeuten die Absorption der 
CO, in Prosenten der anÄiUenden 
Strahlnngsintensilftt ; der Kürze 
halber bedentet (CO,)^ die Absorp* 
tion der CO, bei n Atm. Druck. 
Diese Zahlen bedeuten keineswegs 
die wirklichen Absorptionswerte, 
weil die Lfttstellen der Thermosftnle 
eine endliche Breite besitsen; sie 
sind daher nur Ar die benutzte 
Anordnung maßgebend, und würden 
sich bei einem anderen Apparate 
anders ergeben. Indessen beein- 
trächtigt dieser Umstand nicht die 
Ziele der vorliegenden Unter- 
suchung. 

Wenn ich diese Zahlen den- 
noch in extenso wiedergebe, so 
geschieht es aus dem Grunde, weil 
es die ersten Absorptionsmessungen 
bei COj von höherem Drucke sind. 
Fig. 3 stellt diese Tabelle dar. 
Eine am oberen Rande angebrachte 
Teilung gibt die zu den Ablen- 
kungen — gehörigen Wellen- 
längen in fi an. Was nun die 
Kurven der Fig. 8 lehren , ist 
folgendes : 

1. Man sieht deutlich, daß 
mit höherem Druck eine Verbrei« 
terung der Streifen und eine Ver* 
gröfierung der Maximalabsorption 
eintritt Andererseits zeigen die 
Beobachtungen Paschens, sowie meine eigenen, daß beides bei 
VeigrOBerungderSohiohtdioke nicht der Fall isi Daraus ergibt 




lÜüL 



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neh nun das Besnltat, dafi es bei der Absorption eines C^asee 
nieht allein auf die Ansahl der abeorbierendenMolekflle, sondern 
aoch auf ihre Dichte pro VolnmeDeinheit ankommt Dies ist 
in bestem Einklänge mit sftmtliehen bisherigen Kenntnissen 
fiber die Absorption im sichtbaren Gebiet Nachdem die Tor- 



2/t 3/1 h/t «/t 




reo' 90* 40' SO' W*' tO' 30' 40* 



Hg. 8. 

liegende Arbeit bereits im wesentlichen abgeschlossen war, 
hat Planck^ ans seiner Theorie der Dispersion und Absorption 
dieselbe FolgemDg gezogen. Seine Untersuchungen führen 
ihn zu dem Resultat, daß bis zu einer gewissen sehr kleinen 

Dichte Ver^ööerung der Schichtdicke und des Druckes ein- 
ander ät^uivaltiut äiud, sobald aber die Dichte weiter steigt, 



1) M. Planck, SiUaitgiber. d. k. Akad. d. Wiaaenoch. sa Berlin 
1S08. L p. i80£ 



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1Q2 Ckmmi Hekatf^r* 



i - i' 








\^^»iir 




!• 27' 












18 












M 












80 












81 








0 




88 








1 




88 






0 


1>5 




84 






0,5 


2 


5 


85 






0,8 


2.6 


6 


88 






1.8 


4 


8 


87 






8 


5 


10 


88 




0 


4 


7 


18 


88 




8 


8 


8.5 


15 


40 


0 


4J( 


8 


15 


80 


41 


8J8 


WH» 


14 


80 


85 


48 




18,8 


80 


88 


88 


48 


18,8 


81»8 


88 


88 


87 


44 


1^8 


25,8 


88 


85,5 


41^ 


46 


88 


28,8 


85 


40 


44 



entet MMlmiun bei 8,7 /i. 



46 


18,8 


87,8 


88,6 


88 


47 


18,8 


88,5 


88 


8M 


48 


8.8 


13,1 ( 88,8 


88.5 


48 


0 


5.7 


13,8 


16,6 


50 




8,5 






51 




1,4 




6,5 


58 






1.8 


8 


58 






8 


8.4 


54 






5,4 


8 


55 






8,6 


10 


56 






10 


18 


57 




0 


18 


14 


58 




8 


14,5 


17,4 


58 


0 


4,7 


15,8 


18^ 



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Dof vUrarde Ähtarp ik m uptk tnm dtr KohlertMäure ete. 108 



* */ 

• — • 






Willi 








8,5 


5,8 


4A 4 

16,1 


84,8 


AV & 

87,5 


1 


4,5 


8,8 


80,8 


88 


AA 

88,5 


1 


9,5 


18,0 


26,5 




AA 


8 


lljö 


17 


81,4 


86,8 


Ali R 

48,0 


4 


17 


22,6 


41 


45,8 


51 


5 


21,3 


26,8 


49 


57,5 


60 


6 


28,8 


87,5 


55 


63,6 


68 


T 


35.5 


47,5 


64 


72,5 


76,6 


8 




62,7 


72,5 


78,8 


81 






zweites 


Maximam bei 4,4 fi. 




¥ 


OK. 


61,2 


68 


76,2 


TO 


1A 
10 


28 


RA 

50 


67 


72,5 


75 


11 


81,0 


87 


61 


67,8 


72 




lo,l> 


9U 


58,7 


61,8 


OtyP 


18 


11,8 


10,0 


45,5 


58,5 


AO 
DB 


14 


6,1 


15 


87,8 


49,5 


59 


15 


A 

0 


11 


87,8 


45,4 


60 


16 




A 

8 


AA A 

88,8 


^ 4 A 

41,2 


.JA 

46 


17 




» 


88,8 
18 


85 


41 


18 




0 


80 


AA 

80 


19 






7,8 


25 


88 


80 






5.7 


22 


27 


«1 






2,5 


17,5 


24 








1 


14,5 




88 






0 


12 


17,5 










9,5 




88 








7 


11 


10 












Atf 

87 
88 










7 
5 


89 
80 








0 


M 


81 










1 


88 










0 

• 



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104 



CUimmu Schoßfer. 



tritt VerbreiteruDg des Absorptionsstreifens nach beiden Seiten 
hin ein, und zwar eine größere nach Seite der l&ogeren WeUen. 
Daß diese Asymmetrie der Verbreiterang in meinen Enryen 
nicht zutage tritt, liegt an einem Umstände, den ich unten 
weiter besprechen werde. 

2. Arrhenius hat die Geeamtabsorption der OO, bei Ter» 
Bchiedenen Drucken bestimmt; er ging bis za 7 Atnu bei 60 em 
Schichtdicke. Seine Resultate seigen eine mit der EohlensSnre» 
mengOi d. h. bei «mm Vermehen. mit dem Druck kantimaerUdi 
siegende AUarptkm. , Dies Ergebnis steht mit dem obigen 
qualitatiT — eine quantitative yergleichung ist durch die Vsn 
schiedenheit der Versachsanordnungen ansgescUossen — im 
Einklänge. Arrhenius hat jedoch aus seinen Zahlen den 
Schluß gesogen, daß eine Abnahme das Eohlens&nregehaltos 
der Erdatmosphftre eine starke Temperatarsenkung der Erde 
zur Folge haben müßte, da infolge der nach seinen Zahlen ver- 
minderten Absorption eine stärkere Ausstrahiung der Erde in 
den Weltraum stattfindet. Er erblickt in diesem Umstaiule 
eine mögliche Ursache der Eiszeit. ludeHsen ist nach dem 
Obigen dieser Schluß nicht erlaubt, da die Kohlensäure der 
Erdatmosphäre sich ja unter dem geringen Druck von Yiooo 
bis Yaooo befindet. Es hegt also dem Schlüsse Arrhenius' 
die durch die vorliegenden Versuche als falsch erwiesene An- 
nahme zugrunde, daß Variation der Schichtdicke und des 
Druckes den gleichen Einfluß auf die Absorption haben. Damit 
fällt dieser Erklärungsversuch der Eiszeit zusammen, denn 
Änderungen des CO^-Gehaltes haben überhaupt keinen Einfluß 
auf die Erdtemperutur, solange die Abnahme der Kohlensäure 
unter 80 Proz. der bisherigen Menge bleibt.*) — Die Versuche 
Arrhenius' bilden also zwar eine schätzenswerte Ergänzung 
des BeobachtuDgsmaterlaleSf beweisen aber für die vorliegende 
Frage nichts. 

8. Angstrüm ^ hat kttrzlioh — nachdem er frtther die 
entgegengesetste Ansicht vertreten bat — seinen Standpunkt 
dahin prSiisierti daß die Absorptionsstreifen der Eoblensftnre 
ein kontinuierliches Band bilden, imd nicht| wie es die Beob- 



1) Idi «denke diei an wderer Stelle emftihriich m begrttnden. 
S) K. Aagitrdm, Of^enigt sf K. VetsMk. Akad. FOrfa. p. 887. 190L 



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Jku ultrarote Ahaa/rjpikmgpeläniim, der KMmtSure €te, IM 

Achtungen Langleys zu fordern scheinen, ans einer großen 
Anzahl feiner Lmien bestehen. FaUa diese feinen Linien tat- 
•ftchlioh existieren, so kann man mit gewöhnlichen Mitteln 
dieselben nicht finden, da der Bolometerstreifen zu hreit ist; 
man mißt überall nur Mittelwerte der Absorption. Nun spricht 
allerdings der Umstand, daß man bei Vergrößenuig der Schicht- 
dieke niemals die Absorption 100 Pros, erbftlty auf den ersten 
Anschein direkt zngunsten der Annahme der feinen lanien. 
Indessen wftre ein solcher Schluß, wie Paschen gezeigt hat, 
nicht bündig; denn da nur einmalige spektrale Zerlegnng an- 
gewendet ist, hat man außer der WellenlSnge, die man messen 
will, immer noch „falsches*' Licht anf dem Bolometerstreifen, 
das dnreh diffiue Befiezion etc. an den Wänden des PHsmas 
entstanden ist Dieses „falsche Lichta* könnte unter Umständen 
gftnz wohl einen Betrag von 50 Proz. erreichen. Ein strikter 
Beweis fikr die Ehdstenx der fanen Linien wird dagegen ge- 
fiefert dnrch die Beobaohtnngen unter höherem Dmck; denn 
in diesem Fall verbreitern sich die Streifen und die Maximal« 
absorptionea steigen. Das ist durch „falsches Licht'* nicht 
mehr erklärbar, denn durch eine Steigerung des Druckes könnte 
dies nicht weggeschafft werden. Umgekehrt erklären sich beide 
Tatsachen durch das Breiterwerden der feinen Linien. 

Dies ist auch der Grund, weshalb die von der Planck- 
schen Theorie geforderte Asymmetrie der Verbreiterung nicht 
in die Erscheinung tritt; das Bolumeter zeigt eben direkt die 
feinen Linien überhaupt nicht an. 

Breslau, den 12. November 1804. 

(Eingegangen 20. November 1904.) 



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106 



7. t)ber die selektiven Eigenschaften von 
Resonator engittem; 
von Clemens hehaeferm 



Wie G-arbasso*} gezeigt hat, haben Systeme von linearen 

Resonatoren selektive Eigenschaften gegenüber elektrischen 
Wellen, deren Länge von derselben Größenordnung wie ihre 
eigene Liueardimension ist Diese Resonatorengitter reflek- 
tieren in beträchtlichem Maße nur diejenige Wellenlänge, die 
der Eigenperiode der Resonatoren entspricht. Wenn man also 
die Anordnung so trifft, daß zwischen Sender und Empf&nger 
ein solches Resonatoreugitter in den Strahlengang eingeschaltet 
wird, so zeigt der Empfänger, z. B. ein Klemenfii^ sches 
Thermoelement, eine durch diese Gitter hervorgebrachte Ab- 
sorption an, die um so beträchtlicher ist, je näher die Periode 
der auffallenden Strahlung der Eigenperiode des Systems kommt. 

Vor einiger Zeit haben ferner Aschkinass und ich*) ge- 
zeigt, daß diese Gitter, wenn sie in Medien von verschiedener 
Dielektrizitätskonstante eingetaucht sind, eine analoge Regel 
befolgen, wie sie aus der Optik der sichtbaren Strahlen als 
y,Kundtsche BegeP* bekannt ist Endlich gelang Garbasso 
und Aschkinass^ der Nachweis, daß man durch dreidimen* 
sional aufgebaute Resonatorengitter sogar Dispersion der 
Strahlen elektrischer Kraft erzielen kann. 

Nach alledem verhalten sich diese Systeme linearer Reso- 
natoren gegentkber elektrischen Wellen analog wie dispers 
gierende Körper mit einem Absorptionsstreifen gegenfibei: der 
Licht- und Wftrraestrahlnng. 

Vor kurzem hat nun Planck^ eine Theorie der Dispersion 
nnd Absorption anf elektromagnetischer Gnindlage entwickelt^ 
in der unter anderem die Abhängigkeit der Absorption von 

1) A. Garbasso, AtH Aoe. di Torino M. IseS; JoanMldephjsiqM 
(8) 2. p. 259. 1893. 

2) £. Aschkinass u. Gl. Schaefer, Ann. d. Phjs. 5. p. 4d9. 1901. 
8) A. Qarbasso u. £. Aachkiuass, Wied. Auxl 53. p. &84. 18N» 
4) M. PUnek, Sitraogsber. d. k. Aksd. d. WImmmsL sa Beriin 

L 470. 1908; L e. p. 480. 1M8. i 



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8Mdh9 Siffmuckaften mm lUioiuaorengilitnL 

te AnsaU der abBOrUereDdeii Beeonatoren in der Yohim- 
einhflit nnteraiudit wird. Dirne Untenmdnmg hat la einer 
ganx beatinimten LSsnng dieser Frage gefthrty die sich leider 
ans Mangel an ezperimenteUem Material nur in recht nnvoU- 
kommener Weise hat prOta lassen. Biee legte mir den 
danken nahe, sn nntersnchen, wie die selehtiTen Eigensethaften 
▼on aolchen Beeonatorengittem sieh indem, wenn sowohl die 
Jmordma^ ala aneh die JHehit der Besonatoren yariiert wird; 
im besonderen legte ich mir die Frage Tor, oh sieh Anord- 
nnngen realisieren lassen, die analoge Erscheinungen darbieten, 
wie sie von der Planck sehen Theorie verlangt werden. 

In der Tat haben sich solche Ähnlichkeiten in dem Ver- 
halten der Gitter gezeigt; allein auch — was in Anbetracht 
der vielen einschränkenden Voraussetzungen der Plane kschen 
Theorie nicht anerwartet kommen konnte — abweichende Er- 
gebnisse. 

Die Darlegung der beobachteten Erscheinungen ist das 
Ziel dieser Arbeit Zum Zwecke dieser Untersuchung bedurfte 
ich einer Vorrichtung, um die Wellenlänge in einem bestimmten 
Intervalle ändern zu können. Man kann das sehr einfach in 
der Weise machen, daß man durch übergeschobene oder ein- 
gesteckte Stifte die Länge des Erregers und des Empfängers 
verändert. Ich konstruierte deshalb einen Erreger dieser Art 
ähnlich wie Rr. Lindman^) es getan, hat; es erübrigt des- 
halb eine genaue Beschreibung desselben. Der Empfänger be- 
stand ans einem Thermoelement Klemen6i6 scher Konstruktion: 
der Besonator desselben konnte in derselben Weise durch 
ISinsteeken von Metallstftbchen verlftngert werden wie der Er- 
reger. Ich stellte mir so Wellen von nngefiüir 6, 8, 10, 12, 
14, 16^ 18, 20 cm Lftnge her; die Längen des Erregers nnd 
lSm]rfkiigers sind dann nngafiUir gleidi der halben WeUenIftnge. 
Die Perioden sind, streng genommen, langsamer als es der 
WeUenUnge in Lnft ankftme, da beide Apparate in Hartgummi 
eingebettet sind; dasselbe gilt von den spftter su besprechen- 
den Beaonatoren. 

jQneger nnd Empfänger waren beide im Brennpunkte Ton 
Hohlspiegefai angsbraoht, in der Weise, da8 der Vektor der 



1) K. F. Liaduaa, Am. d. F^ti. 4 p. «17. ItOl. 



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108 (%BMiu SekMfJtr, 



elektrischen Eralb iiorizoDtal lag; die VenuchBanordniing a^bst 
war folgende. 

In einer Entfernung von 50 cm vor dem Erreger stand 
ein großer Metallschirm mit einer rechteckigen Öfihnng Ton 
85 X 45 cm^; dahinter, in einem Abstände von 20 cm ein sweitee 
Ifetalldiaphragma von 24x82 cm* Öffnung; unmittelbar hinter 
diesem stand ein Hertzsches Gitter mit vertikalen Drfthten. 
Dann folgte in einem Abstände Ton 85 cm ein Holsschirm mit 
einem Ausschnitt Ton der Größe des sweiten Diaphragmas; 
der Ausschnitt konnte durch die benutsten Besonatorengitter 
ausgeAUlt werden. Fohrungsleisten und AnschUige sorgten 
dafkir, daß die Stellung der Gitter bei allen Versuchen die 
nftmliche blieb. Dann folgte in einer Distans von 30 cm der 
Empfänger y Ton dem Drfthte sn einem in Jnliusscher Auf- 
hftnguDg befindlichen Du Bois - Bubenssohen Kugelpanier- 
galvanomeier führten. Dies war su einer Empfindlichkeit Ton 
10-®Amp. astasiert Wurde nun in den 8trahlengang ein 
Hertzsches Gitter mit horizontalen Drähten eingeschaltet, so 
verschwand der Ausschlag nicht vollständig, wie e8 eigentlich 
hätte der Fall sein sollen. Durch Umwickeln der Galvano- 
meterleitung mit Stanniol gelang es indessen, diese Störung 
auf den Betrag von 3 bis 4 mm herabzudrücken, welcher 
bei den beobachteten Ablesungen iu Abrechnung gebracht 
wurde. 

Die Resonatoren wurden aus Stanniol geschnitten und 
auf dünne Hartgummipiatten aufgeklebt; sie hatten eine Länge 
von 5 cm, eine Breite von 0,3 cm. 

Wenn man nun in den Strahlengang ein Gitter mit sehr 
wenigen Resonatoren (6 — 10) brachte, so erhielt man eine 
▼ollkommen symmetrische Absorptionskurve, die sich bei Zu- 
nahme der Resonatoren in bescheidenem Maße erhöhte , ohne 
daß sich das Maximum der Absorption jedoch yerschob. 
Dieser Fall entspricht dem Planckschen Typus II von Ab- 
sorption skorven. Da dieser Fall schon häufig bei Gittern 
beobachtet worden ist, so rerzichte ich darauf, ihn durch Bai* 
spiele und Kurven zu belegen. 

Bei weitem interessanter ist nun der Fall, den Planck als 
l^usin bezeichnet und der aus dem TV^usII sich entwickelt» 
wenn die Dichte der Resonatoren gesteigert wird. Ich legte 



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StbkÜM JSgmHtlmftm wn ItummtarmigUtmL 109 



dangemäß besonderen Wert darauf, die Erscheinungen zu ver- 
folgen, die sich bei immer größerer Zunahme der Beaonatoren» 
nnxabl ergaben. 

Wenn man nun Ton emem Gitter Ä mit relativ großer 
Besonatorensabl (20 — 70) ausgehend zn einem anderen ß 
llbergehty das ans A dadurch entstanden ist» daß die sämt- 
lichen Entfernungen zwischen den Resonatoren im nftmlichen 
Verhältnisse Terkteinert werden, so erhält man bei Vergleichnng 
der Absorptionsknrren A und B zwar im allgemeinen das 
Resnltaty daß die Mazimalabsorptionen gegeneinander yer- 
schoben sind; aber während die Planck'sche Theorie eine 
Yersohiebnng des Maximums nach größeren Wellenlängen (aadi 
rechts) mit zunehmender Besonatorendichte fordert, ergibt sich 
hier je nach den Umständen eine Verschiebung nach rechts 
oder links; ja es lassen sich l*^lle realisieren, in denen über- 
haupt keine Vorschiebung zu konstatieren ist, obwohl die Ab- 
sorption beträchtlich, der Plaucksche Typus II also nickt 
mehr vorliegt 

Man wird dadurch zu dem Schlüsse gedrängt, daß bei 
Verringerung des Abstandes zwischen den Resonatoren zwei 
entgegengesetzt gerichtete Wirkungen, eine nach rechts^ eine 
nach links verschiebende, tätig sind, die bei geeigneter An- 
ordnung sich gegenseitig kompensieren können. In der Tat 
läßt sich dies leicht durch folgende Überlegung zeigen, wenn 
wir uns der Einfachheit halber auf die Betrachtung Ton zwei 
Besonatoren beschränken. 

Bezeichnet w den Widerstand, L^^ den Koeffizienten der 
Selbstinduktion, X,, den der wechselseitigen Induktion, C die 
Kapazität jedes der beiden Yollkommen identischen Resonatoren, 
^ and 4 die Stromstärke zur Zeit ^ so bestehen die Diffe- 
rentialgleichungen ^) 



(1) 



d*«i , io^ di^ 



^1 • 



(2) 



dt* 



+ 




1) Vgl. «. B. P. Drude, Physik des Äthers p. 358. Gleichung (18) 
und (19). Bei Drude sind infolge eines Druckfehlers die rechten Seiten 
im CHsleimiigeD (18) und (19) mit dem |wa«MN«i Yonelfliien gescbrieben. 



110 



Durch Elimination, z. B. von aus Gleichung (1), erhJklt 
man eine DiflFerentialgleichung 4^^ Ordnung für sowohl wie 
für Wenn man die Glieder mit vernachl&saigt, 80 er- 
hält man das ailgemeine lutegral in der Form: 

i^ - ^C082;i + <)i] + ^cos 2;i [-y- + , 

^ « Jcos2;i^^ + - 5co82«^^^ + , 
wo Af Bf Integrationtkoiistaiiteii und and 

ut Da nun die beiden Reeonfttoren Tollkommen identiadi 
sind und auoh die Anfangsbediogungen gleidi sind, so kt 
femer: 

^■i^, d.h. i^wO. 

Also erhält man das Resultat: 

t\ « - i^C082 ?r ( ~ + . 

Statt der Schwingungsdaner T^» 2n y//,^ C^, wo die Kapa- 
2it&t eines einzelnen Resonators bedeutet, führen die beiden 
susammen jeder eine Schwingung von der Periode die den 
angegebenen Wert hat^ aue. Bei der Beurteilung des Unter- 
echiedes zwischen und darf nicht flbersehen werden, daA 
sich durch Annäherung des zweiten Beeonators auch die Kapa- 
zität yerändeit hat Man kann nun folgende zwei einfache 
Fälle unterscheiden: 

1. Die Resonatoren liegen Morixantal nebeneinander: 

I : I 

+ - + 

Dann kehren sie sich die ungleichnamig geladenen Enden zu; 
die Kapazität eines Resonators ist also jetzt größer wie 
seine ursprüngliche C^^; also ist die Periode 

Je näher die beiden Elesonatoren aneinander rücken, desto 
größer werden L^^ und C; d, h. das Maximum der Absorption 
Terzohiebt aicli bei Verringerung des horwmtaimi Abstaades 



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Stl^tht MlgmiMtkafim von Semiuamrmigilitm, III 



Bich ^oßeren WellenlftDgeii, entaprochtfad der Fordernag der 
Planck sehen Theorie. 

2. Die Reeonatoren liegen vertikal untereinander: 

f I 

- + 

In diesem Falle ist, wie aus der Figur sofort ersichtlich, 
die Kapazität C.^ < Cq\ da aber andererseits an Stelle von L^^ 
die Summe [L^^ + L^^ getreten iet, so kann man , ohne die 
Induktionskoeftizienten zu kennen, nichts darüber aussagen, 
ob größer ab oder kleiner als ist. Läßt man die 
Resonatoren aneinander rücken, so TergrOßert sich Z^^, und 
verkleinert sich C^, so daß man auch hier a priori nicht in 
der Lage ist, etwas über den Sinn der Verändernng der 
Periode anzugeben. Indessen habe ich bei der experimentellen 
Untersachnng in tJUn Fftllen gefunden (ich habe nngefthr 
20 GKtter nntersncht), daß der kapasitfttstieriiitiii8rnd!0 Sinflnß 
denjenigen der Vergrößerung der wechselseitigen Induktion 
üerwie^f daß also T^<T^, Daß Ahsorptionsmaximum yer- 
sehiebt sich nach klemerm Wellenl&ngen. 

Natürlich will ich damit nicht die Möglichkeit leugnen, 
daß es unter Umständen auch anders sein könne; aber da ich 
eine derartige Umkehriing nicht gefunden habe, werde ich mir 
erlauben, folgende Vereinfachung eintreten zu lassen: Im 
Falle 1 ist L^^ sehr klein, und wirkt außerdem im nämlichen 
Sinne wie ; die Veränderung der Periode ist also in diesem 
Falle sicher in überwiegendem Maße der Vergrößerung der 
Kapazität zuzuschreiben. Im Falle 2 ist L^^ größer wie im 
Falle 1 und wirkt der Wirkung einer Änderung von ent- 
gegen; doch ist dem Üitine nach die beobachtete Veränderung 
von so, als ob Zj, = 0 wäre und allein sich änderte. 
Wir können also zusammenfassend sagen: 

Man kann in den beobachteten Fällen, wenn man nur 
die Riekimig der Versohiebung ins Auge faßt, zur Vereinfachung 
Z„ 0 annehmen nnd die Verschiebung lediglich auf das 
Konto der Veriademng der Kapantftt setien. 



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112 



Da es mir im folgenden lediglich auf die qualitative Seite 
ankommt, so werde ich in diesem Sinne in beiden Fällen 
gleich NoU annehmen. 

Um den zweiten Fall rein zu haben, kann man folgenden 
Versuch machen: Man stellt sich ein Gitter her ans «vmt 
gmziffmi Vertikalkolumne von Resonatoren , welches an einer 
bestimmten Stelle sein Absorptionsmaxinram hat Ans diesem 
Gitter nimmt man dann eiue bestimmte Ansahl von Boso* 
natciren, z. B. jeden «weiten nnd dritten fort, wodnrch die 
^«rrliAa&bstftnde sich auf nngefiüir das Dreifache ▼ergrOßerten. 
Dann nimmt der kapazit&tsTerkleinemde Einfluß ab, das Maad* 
mnm dieses zweiten Gitters mnft gegen das des ersten nach 
recht» Tcrschoben sein. 

Die Konstanten des Gitters, mit dem ich diesen Versuch 
ansffthrte, waren folgende: 

Die Besonatoren hatten die oben angegebenen Dimensionen; 
fdr einen einzelnen h&tte das ICazimnm des Mitschwingens 
nngefilhr bei der ESmpf&Dgerlftnge 5 cm (1 10 cm) liegen 
müssen. Bei dem benutzten Gitter waren 26 Besonatoren 
vertikal untereinander in Abständen von 1 cm angeordnet; das 
Resultat wiir eine solche Verschiebung des Absorptionsmaxi- 
mums nach linLs, daß dasselbe bei der Kmpfängerlänge 3 cm 
= 6 cm) bereits überschritten ist, wie Fig. 1 , Kurve B zeigt. 

In der Zeichnung sind als Abszissen die Empfängerlängen 
(= i/jA,), als Ordinaten die Absorptionen in Prozenten der auf- 
fallenden Strahlung aufgetragen. 

Nun wurde aus diesem Gitter jeder zweite und dritte 
Resonator fortgenommen; die Zahl der noch Übrig gebliebenen 
war neun. Die Folge davon ist, dnß das Maximum der 
Absorption jetzt nach A/2 = 5 cm gerückt ist, wo auch an- 
genähert das Maximum für einen einzelnen Resonator liegen 
müßte; der kapazitätsvermindemde Einfluß ist also hier schon 
fost Null geworden (Fig. 1 , Kurve Das entsprecbende 
Experiment für den Fall 1, wo man also nur eine horizontale 
Reihe Ton Resonatoren anzuwenden hätte, läßt sich in dieser 
einfachen Form nicht gut ausführen, da auf eine Reihe höch- 
stens 3 bis 4 Resonatoren gehen nnd so die Absorption in 
schwach werden würde; aber man kann mehrere in großem 
Tertikaien Abstände befindliche Reihen nehmen» so daB der 



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Seiektive J^ffmutkafUmi wm XuanaiarenffitUm, 118 



kapaiitätsTemiiiiderDde £uifln6 des Toriierigen Falles T6r* 
tohwiDdend kldn wird. 

Ich benutzte xa dieeem Versnehe folgende Oitter («nnd /9): 
Die horixoiitalen Bethen beetanden ans vier Beeonatoren der- 
lelhen Dimensionen, die bei a eine Distans yon 1 cm, bei ß 
Ton 0,2 cm hatten. Sechs solcher Beihen befiuiden sich unter* 
«aander in AbstiLnden ron 6 cm bei bwk» Gittern. Sie nnter- 
■chiedeo sidi also nur durch die horisontalen Abstinde der 

u ■ 




Vertikalkolumnen. In der Tat seigt Fig. 2, Kunre ß eine 
starke Verschiebnng nach rechts gegeniber a. 

Die Karren a and ß zeigen nun die charakteriBtiBchen 
JSigenschaften der Absorptionskarren vom PlanckBcben 
I^Tpns III. Die Verschiebnng des MaTrimnms nach größeren 
WeUenlftagen ist bereits erw&hnt; die Emnren sind nnsym- 
metrisch, nach rechts steiler ab&llend als nach links, endlich 
nach leefata stärker ferbreitsit als nach links. Da femer 
a md ß die «tefidW Anzahl ?ob Besonalorai haben (24)^ so 
Migl ehi Bück auf die Kmnren « nnd die an keinem Pimkte 



114 Okaum Sek^ftr. 

zuBammeDfalleu, dafi das Weersche Gesetz vm der Proportio- 
nalüät zwischen den Extinktionskoeffizunten und dtr <Rin4<yfciiiY 
kme ^Hiiigkeit für dm vorliegenden Fall bentaL 

Dm nun die benntateai ResouatoneDgittdrlmnMr ttttmoAreivii 
B«ihen -von Besonatoreii bestohen, so ist 66 klar, daß Mm 
ZMammenrtiekeD der emselnen Resonatoren beid$ WirkiugeB, 
tovobl die «des Falles 1 wie die des Falks 2 ^ichzeüig an^ 
treten. Je tuush^en UmetftndeniÜMrwiegt die eine «der nndere 





1 — 

1 
















1 1 




1 — 




1 

1 



















1 


1 - 






























- — 








■ 1 


■ ■ 

— \ 




































L 




1 — 








V— 












— 


- 










- 1 


i 










1 ' 














^ - 










































































































- 








■ -1 


- 


- 




























1 


— 1 


































r— 

- -1 




1 
















































































































































1 


— f 








1 






1 








1 


1 J 









I 

von ibnen, oder si*^ kompeusierea sich auch voUatändig, wie | 
es oben erwithut worden ist; die Kurven trH^en je nachdem 
den Charakter der in Fig. 1 oder 2 dargösUlltcii , oder sind 
bei Kompensation der Wirkungen vollkommen symmetrisch. 
Da sich dies bei den ca. 40 Ton mir untersuchten (wittern 
immer wiederfand, kann ich ven der üeproduktion iWMh wei* 
terer Earven absehen, da sie nichts Neues neigen. 

Den Planck sehen Typus I zu realisieren, bei diSL nament^ 
lieh die AbweiofaxMig ¥<Mn ße er sehen Gesetz noch angenflitfcT 
irM» ist »ir >tN(ti maimijiwiwr ^watüm. der YwnebMii^ 



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S M i m § BUftnMehaflm ven RetonatorengUttriL 115 



Biag moht gdiiDgeii; doch werden die Versnche noeb fort- 

Es erhebl «Idi tm die Frage, wolier die Jhvmckungm 
Ton der Plaaokschen Theoiie kommen, die beobachtet wurden. 
Der Gmnd liegt darin» daß diese Theoiie ziemlich viele ein- 
schrftnkende Voraneaetsangen macht, die bei der gewöhnlichen 
Anordnnng der Resonatorengitter nicht erlOllt sind, anm Teil 
nicht erfUlt sein können. So s. B. soll nach Planck der 
mittlere Abstand sweier benachbarter Besonatoren groß sein 
gegen die Liijeardimensionen eines Resonators und yleieludt»$ 
im WelUoltage ebenfUls groß gegen den Abstand der Beso- 
nstoren. Diese beiden Bedingungen sind bei Beeonatorei^ 
gittern der angewendeten Konstruktion nicht gleichzeitig er« 
füllbar. da die Lineardimensionen eines Resonators selbst Ton 
der Größenonlimrig der Wellenlänge sind. Die Abweichungen 
bttdeuten also keinesfalls eine Widerlegung der Theorie. 

Es ist vielleicht von Interesse hervorzuheben, daß in der 
Natur selbst solche Abweichungen vorkommen unter ähnlichen 
Bediognngen, unter denen unsere Resonatoren stehen. So wird 
bei Flüssigkeiten ebensowenig wie bei den untersuchten Gittern 
der mittlere Abstand zweier benachbarten Resonatoren profi 
sein gejB^en die Lineardimensionen derselben. Flüssigkeiten 
werden daher — so kann man vermuten — ein ähnliches Ver- 
kilteu z^gen müssen wie die Gitter. So hat z. ß. Ängström^) 
gezeigt, daß die Maximaiabsorptionen von fiüssujem Äther, 
Benzol, Schwefelkohlenstoff gegenüber denen ihrer Dämpfe 
■ach kleinen Wellenlängen verschoben sind, während nach 
Aschkinasa^ die Banden des Wassers nach rechts Terschoben 
«Bd. Dia ÜbereMUtimmnng ist also quaUtatir eine ToUst&ndige. 

Ks ist mir eine angenehme Pflicht^ meinem verdirten bis- 
herigen (9ief Hm« 0eb.-Rat 0. B. Meyer flkr seine liberalit&t» 
die mir diese Arbeit ermdgliehtey meinen aufrichtigsten Dank 
m eagen. 

Breslau, Physik. Inst d. Univ., den 18. November 1904. 

1) K. ingatrSm, Ofmigt af K. Vetanak. Akad. FSrhandl. i7, 
f.t39. 1800. 

^ K. Aaehkinasf, Wied. Ado. f. 4*1. ISSS. 

(QlfliSSpBii ¥K Norspbsr IMA.) 



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U6 



8. Rationelle Konst'ntktion 
vmi Tesla^ansforniatorenf von P« I>rude. 



FOr das Ifaziinampoteiitial am Ende einer Teskepnle 
habe ich die Formel aogegeben^): 

Dabei bedeutet q einen von dem mittleren logarithmischen 
Dekrement ^i/i-i-Tt) beider Schwin^ingskrei^^e nnd Ton ihrer 
gegenseitigen magnetischen Koppelung k* abhängigen Faktor, 
der kleiner als 1 ist und ftlr den ioh 1. c. Tabellen und p. 550 
eine graphische Darstellung gegeben habe. F ist die Anfangs- 
potentialdiflerenz der primären Fanken8treoke(Fankenpotentia^ 
ist die Kapasittfc im primären, im sekondären Sohwingnngs» 
kreise (Teslaspnle). I^iJ*if ist ein Ton Koppelung A* und 
Dimensionienmg der Teslaspnle abhängiger Koeffisieniy der 
etwas grdfier ab 1 ist 

Es soll die Frage beantwortet werden: Wie moü mm dk 
TesUupuk diaunnenürmt, damU da» haeiMl dtr Ttdn- 

9puU mä^Hchst groß wirdf Die Beantwortang dieser Fkige 
kann ich erst jetzt geben, nachdem ich gesehen habe^ dafi 
das Dämpfungsdekrement im Primärkreis tmabhängig Ton 
dar Eapasität imd der Selbstindoktion des Primärkreises 
ist, sofern man die besten Bedingungen ftr die Konstmktioii 
des Kondensators und der Fankenlänge innehält Das 
Diunpfungsdekrement der Teslaspnle ist, wenn nicht Bttschel- 
entladungen an ihr stutttiiiden, praktisch Null zu setzen, falls 
die Spule keine (oder höchstens kurze) Anteniien trägt, denn 
dann laufen ihre magnetischen Kraftlinien in denselben Ebenen 
(Meridianebenen, die die Spulenachse enthalten), wie ihre elek- 
trischen Kraftlinien, und nach dem Poyntingschen Satze ent- 
sendet daher die Spule keine Hertzsche Strahlung in den 

1) P. Drude, Aim. d. Phys. 13. p. 541. 1904, Formel (112). Di« 
Formel ist hier etwii TeraiafiMbt» weil (fj - j', : 2 n)' in pnad ^elit n 
▼enitchllMigen ist gegen 1^, 

Sj P. Drude, Ann. d. Pl^ 16* p. TOS« 1S04. 



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SaäimgUt KanairMkm von Teglairantformaiffren, 117 

AußenraniD.') Dieses letztere kann erst eintreten, wenn so lange 
Anteimen ui die Spule als Verlftagerung in ihrer Achsenrioh» 
teng angesetzt werdeo, daß sie merklich Strom (d. h. nicht nur 
Spannang) aufnehmen, so daß dann aach magnetische Kraftlinien 
in Ebenen, die senkrecht zur Spolenachae aiod, entstehen. 

Wenn die Spule Bttschelentladungen entaendeti so kann 
natftrlich bedeutend werden. Wegen dieses Umstandes er- 
fordert streng genommen die Beantwortung der hier auf- 
geworfenen Frage f&r verschiedene Beanspruchungen der Tesla- 
spole auf Bflschelbiidnng etwas Terschiedene Ldsungen. Es 
soll aber hierron zun&ehst abgesehen werden, d. h. die Frage 
beantwortet werden, ohne daß die Tcelaspule stwrke BOschel zeigt 
Die beste Konstruktion der Spule &Lt starke Büschel ergibt sich 
dann leicht aus den auch ohne BOschel gewonnenen Resultaten. 

Da also + als konstant anzunehmen ist, so hftngt q 
in Formel (1) nur Ton der Koppelung k* Bh. Diese hängt 
nun, wie aus der Interpretation von k* durch magnetische 
Widerstände der gebildeten Kraft röhren hervorgeht*), nur von 
den Verhältnissen der Spulenhöhe Ä, Spnlendurchmeaser 2r, 
Primärkreisdurchmesser 2 % und der Dicke 2 (>j des Primär- 
drahtes ab. Ebenso hängt auch X^^ : von den Verhältnissen 
dieser vier Strecken r, r^, ab. 

Die Kapazität C7, der Tesläspnle (ohne Antennen) können 
wir in der Form schreiben: 

(8) C,-r0(A/2r), 

wobei 4> eine Tom Argument A/r abhängende Funktion be- 
deutet. Etwas hängt auch Ton Dicke und Ganghöhe des 
Spulendrahtes ab, da dieses aber nicht bedeutend sein kann, 
und eine Präzisionsbeantwortung der aufgeworfenen Frage tlbo 
haupt unnötig ist, so soll daTon abgesehen werden. Daher 
nimmt (1) die Gestalt an: 

m f't^^^<Ur,x{hl2r,rjr,,rjQ,), 

1) Dies kt kllnlieh experimentell aach von £. Nesper (Roetocker 

DlBsertation 1904), Ann. d. Phys. 16. p. 768. 1904 bestätigt worden. 

2) VgL P. Drade, Ann. d. Phys. IS. p. 617 o. 621. 1904» Formeln (17) 

und (33). 

S) Der Prim&rkreis soll aus einem einzigen Kreise bestehen, weil 
dsdnidi die gröfite PriinMrka|Mwitll Oi sar ftetomiiw erforderli^ wird« 
4.h. F; SOI gtöfitan wird. 



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HS 



Nun ist klar, daß man um so grOBere Teslapotentiale 
erhalten kann, je größer die Phmftrenergie | C\ ist. Da 
man aber nur Hochspannungsquellen (z. K Induktorien) tod 
begrenzter Leistungsfähigkeit bat» mit deren Speisung man 
aus einer Kapazität C^, wenn sie zu groß wird, schließlich 
keinen Schwingungskreie mit gnt aktivem Funken mehr bilden 
kann, so ist f&r die praktisehe Formaliening der Frage die 
Nebenbedingung sa steUen, daß Mb FrlmSrhapiuMi €^ €i» $9* 
ffebm anxuMehen üt loh habe mm ranichst die Fhige etpiriß 
nmM Sil beantworten geeaehl: ücr wMm VefkSUum hxtr 
dar BSh» dm- T§tUupmt$ tu ihrem Dwrehm€$$et hat M futm 
F, C^t r, das JM^otentkd du JUMtmm, d. h. flr 
welchen Wert tob kl%r hat die Funktion z ^ FoomI ifSj 
bei gegebenem r/r,, r^/g^ ein Mazimaiii? 

Die Beantwortung der Frage ist deshalb etqMriaientell 
bequem» weil dann die Wiiknng des nnTerinderten Frimliti 
kreises (bei dem also aneh FnnkenläDge nnd F Tdllig mifsr« 
ftndert bleibt) auf msehiedeiie in ihr eingesetate Teelaspulen 
verglichen werden kann. Die Teslaspnlen müssen fmr alle 
denselben Radius r, verschiedene Höhe ä, aber dieselbe Eigen« 
Wellenlänge k besitzen; letztere Bedingung ist durch ver» 
sthiedeue Ganghöhe (/ der Teslaspule leicht zu erfüllen. Ich 
habe die Spulen zunächst rechnerisch nach den von mir*) ge- 
gebenen Tabellen berechnet, und dann experimentell (durch Ab- 
kneifen des Spulendrahtes) auf (wenigstens annähernd) gleiches l 
gebracht. 

Ich habe fünf Spulen miteinander verglichen von folgen^ 

den Konstanten. 



1 

Spule j 


2r j 


. * 1 


A/2r 1 


n 


1 ' 1 








6,15 om ' 


8,8 on 


0.46 


18 


1,65 mm 


0,8 mm 


7lOea 


B 


6,16 


6,0 


0,98 


25 


2,50 


1,0 


710 


0 


6,15 


11,6 


1,89 


88 


8,68 


1.5 


69S 


D 


G,15 


15,5 


2,52 


39 


4,08 


0,8 


705 


E 


6,16 


81,1 


. 8,54 


44 


6,07 


0,8 


706 



Die Spulen waren auf Bbonitzylindem gewickelt 

1) F. Drude, Ann. d. Phys. Ö. p. 822. 1902. Da dort nicht Zahleii- 
werte genaa Air die Art der beontiten Spulen enthalten sind, M kahe 
idi nur foh bareehnet oad die (atoti mr kleine) Kenektloii eiptfi* 
mentell dnroh Abkneifen aohnell YOigenommen. 



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B» wudn: dfri wninetoi Plndkrirase bemitBk dn 
Piminfimenc 



Oiees* Kraise^ beatante sii0> j« wei« firiblaniseik^ aib daran 
6iii6Sk Ifindo' ein.' Zinlmtif krhiwi ^ an dwnn ^n<H Bi nn Sndn ein 
1 cm. langer Meesinf läppen senkgeebk zum Dreht angelfttei 
der n» die euie^ Platte dee Er r e ge e h ondeneetors en^piflQlicadrt 
«nnUb Letsterer Imteod ane iwei ÄluminiBinqiiAdratfiii van 
\% om Seüenlftnge inn Petroleniabede» deren gegenenliger Ab« 
stand auf Beannans mit den Spulen diurck MikrometerseluBanbiei) 
«ingeatnOt wurde. Dioht am Endet der Zialntttakdien fthrlen 
aw« Drihte si. den SekvadftrpolmL einen kleinen Xndnktonume, 
de» mit Depresnnterbreelier oder QneekdI]M7-Tiurbinenant»s 
brecher zur Speisung der zwischen den Zinkstückchen gebildeten 
Funkenstrecke betrieben wurde. Letztere war so klein (etwa 
\, luui), wie es uiigefähr miuiinaier Dämpfung im Erieger- 
Jcreis entsprach. 

Zunächst wurde der Erregerkreis auf eine der Spulen A 
bis E abgestimmt, was dadurch erkannt wurde, daß eine in 
der Umgebuiig des Spulenendes aufgestellte Warburgsche^ 
Vakuumröhre maximal leuchtete, während die magnetische 
Koppelung zwischen Erreger und Spule nur sehr schwach war. 
SodauQ wurde die Spule völlig symmetrisch in die Mitte des 
Erregerkreises gestellt^, d. h. es wurde ein kleiner Teslalrans- 
formator gebildet Zur Beurteilung des Maximumpoteutiaies 
am Ende der Spule wurde denselben entweder ein an Siegel- 
lack yetttUter, d. b. isolierter Kap£erdxakl ikca 2 cm. Länge 

1) Derartige Kondensatoren liefert der Mechaniker W. Schmidt 
in Gießen. 

S) So vül ich disBShNnMnen» weMie «MtlMlTttMli eli^(tlUirtw 
Heliiaai und mv das BlaMradt flnAatee» flto Mni vmb Olatbllser 
Kfsmer in Frciburg u B. sm beziehen. 

8) Der Erregerkreis laj» unter 45® gegen den Horizont, weil dadurch 

dip Sptileiionden am meisten von Glas oder Metall entfernt lapon. Dah^r 
war die Spule isoliert an einem Holzstab befestigt, der in ein Stativ ^^v- 
klemmt worde, um die Spule schief halten zu könnau. Das Stativ war 

Moh weit üoct fon d«r Spule. 



1. 



2r| «■ 12,5 cm 



2^ ~ S inm 
2 
8 



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120 



ünd 1 mm Dicke genähert und derjenige Abstand A zwischen 
Draht und Drahtende^) der Teslaspule gemessen, für den gerade 
noch Funken zwischen Teslaspule und Draht bestanden, oder 
es wurde dem £nde der Teslaspule eine elektrodenlose Rohre 
oder kleine (2 cm große) Kugeln mit verdünnter Luft genähert, 
und deqenige Abstand a swischen Drahtende der Teslaspule 
and Glaswand der Röhre gemessen^, für den gerade noch die 
Röhre tod Kathodenetrahlen daFchsetzt wurde, keDotUch •& 
grttn^ fluoreszens an der OUwwand. Es war a besser zu 
messen als obwohl eine FriUision der Messung natftrheh 
nicht erreicht wurde. Dies war aber für den vorliegenden 
Zweck audi nicht nOtig, die durch a erhaltene relati?e Inten- 
sität der Wirkung der Terschiedenen Teslaspulen war der 
Reihenfolge nach bequem und einigermaßen sicher festzustellen. 
Dabei war es nicht nOtig, den Erregerkreis auf die emseinen 
Spulen immer erst beeonders abzustimmen, da ihre Eigen- 
perioden genügend nahe xusammenfielen. Eine absolute Messung 
des Mazimumpotoitmles hStte man aus der magnetischen 
Ablenkung der Eathodenstnahlen erhaltmi können, welche das 
Ende der Teslaspule in eine Braunröhre hineinsendet.') Da 
es aber hier auf rohe Messungen ankommt, um für die 
praktische Konstruktion der Teslatransformatoren annähernd 
orientiert zu bcm und um beurteilen zu können, oh überhaupt 
die Wirksamkeit stark vom Verhältnis Ä/2r abhängt, so habe 
ich mich mit dieser rohen relativen Vergleichung der Maximum- 
potentiale durch Messung der Abstände a oder A begnügt. 

Außerdem wurde auch die magnetische Koppelung 
zwisclien Erregerkreis und Spule gemessen, während sie sym- 
metrisch in der Mitte des Erregers stand. Zu dem Zwecke 
wurde eine Doppeldrahtleitung DD (Fig. i) mit angehängtem 
Kondensator C und mit der Hand verschieblicher Brücken B 

1) An demaelbea war die IioUeniiig abgekratit 

2) Dabei lag die LftngBriohtang der Rfihre pwallal mr Spalflna^M^ 
d. h. senkrecht gegen die elektrischen Kraftlinien. 

8) Diese Methode geht ziemlich gut bei groBen Teslaspulen und 
schwaoher Koppelung, wie ich mich durch uieBsende Versuche überzeugt 
habe. Bei kleinen TfldMpalen und atarlMr Koppelung itt der KetMte* 
■trahlfleek leichter getUtrt leh werde die Methode tpller aawttdiB md 
dann dm Genauere iMtchreiben linnfin 



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KonUruktion «m TfdairanrfermaianH. 121 



in der Nähe des Sjstemt: Erregerkreis K und Spule S so ftn^ 
gestellt, da6 sie Ton magnetischen Kraftlinien dieses STStemt 
geschnitten wurde, eine Warhurgsche Böbre an den £on> 
densator C angelegt und die Brücke J? anf maziniale Lencht- 
wiikong eingestellt. 1) 

Aus der Lage des Bflgels B ergibt sich (am bequemsten 
ans graphischer DarsteUnng ^ entnehmen) die betreffende 




Fig. 1 



Fig. 2. Measnog Ton L 



Wellenlänge. Nimmt man die Spule S aus dem Erregerkreis Ä 
heraus, so erhält man die Kigenwellenlänge Aj des Erregers. 
Stellt man die Spule S in hinein, so ergeben sich zwei 
Wellenlängen X und A', aus denen die magnetische Koppelung P 
zwischen EIrreger & und Spule S zu berechnen ist nach der 
Formel: 



Dabei ist es nicht erforderlich, daß exakte Übereinstimmung 
zwischen der Wellenlänge Aj des Erregers und der Eigen- 
wellenläuge A, der Spule besteht. Denn wenn mau die 
Quadrate der logarithmiscben Dekremente gegen 4 7i^ ver> 
nachl&ssigen kann, was hier stets der Fall isi^ so folgt:*) 

(&\ I ^•+^'*-^! + ^5' 

w I A> - r « « y (a; - a;)" -f 4 äu; a; . 

Setzt man also 

1) Diese Methode zur WellenlängenmessaDg habe ich früher iD den 
Aan. d. Phjs. 9. p. 614. 1902 beschrieben. 

2) Wegen der Ableitung dieser Formeln vgl. die historischen Notizen 
lu meiner Arbeit Ann. d. Fhys. 1^ p. 612. 1904. — Auf p. 534 dieser 
Aibsit rfnd In (91) and (92) die hier henntelaii UWeln (5) entheiten. 



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ivobei r Mm gigenr I ift, 00 lolgt, M VevnMiiliflaigiiag 

1« + r 2 (1 + , X«- A'» « 2 Ä x\ (1 + V, 0 , 

d. h. es ergibt sich Formel (2) zur Berechnung von k un^ 
abhängig vom Werte ^ Zur eauüUMi Bereohaong toq ü, er- 
gibl sifih die ForMl: 

Nun ist im allgemeinen die längere Welle l leichter zu 
beobachten mit der Meßleitung DB als die kftrzere X'. Dies 
liegt nicht sowohl an der größeren Dämpfung Ton A\ als auch 
besonders daran daß bei k' die Stromrichtungen in l^tngiu K 
und Teslaspule S einander entgegenlaufen, bei iL dagegen mt- 
laufen die Ströme gleichsiiuug. Daher kann bmh nr MMSong 
Ton X die Drahtleitung J>2> in grfißere Diataiii Tom Er- 
reger JT bringen y wie Fig. 2 seigt, dagegen muß sur Messimg 
Ton A' die Drahlleitiug JDJ) entweder swiadien K und S^nle 8 
gebracht werden (wie Fig. 1 seigt), oder aie ma& weaigiteu 
der Spvle 8 oder dem Kreis K stark genähert werden.^ So 
konnte ich in jedem Falle» auch wenn der Zwischenra— 
swischen Erreger und Spule nur wenige Millimeter betrog, 
auch die kürzere Welle A' mit Hilfe der Besonanzme61eita^|i)l> 
bequem und genau messen. 



Erster Prlin Ar kreis. 
2 r, ■> l%fb cm, ft^ — 8 nun. 
r, : r e 2,04, r, : ^ « 41,6. 



Spule 




h 


a 


A 


Ä 


0,46 


0.209 


7,4 am 


10,0 mm 


B 


0,98 


0,242 


8»8 n 


12,0 „ 


0 


1,89 


0,252 


9,3 „ 




J> 


t> .- .) 


0,239 


10,0 „ 




E 


3,64 


0,218 


8,8 „ 





1) P. Drude, Aun. d. Phys. 1». p. 537. Anm. 1. 1904. 

I) EiM K«fwzitätsvergröiierung der äpale 8 ist dadurch nicht so 
beftnbtni, da DD an die stnmahMndeB MittelwiadmigM foo sa- 
mlhsm ist» nickt an die gp s nia a g H w giadqa lodwiatogMi. 



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BaOomdie KanrtntMm «Mi letlairmufonmionm, M 







k 


a 


A 


B 


— 1 

0,46 
0,98 
1,8» 
2,52 

8,54 1 


0,485 

0,445 

0,392 

0,364 

0,328 


14,7 mm 

16,4 „ 

17,» „ 
16,3 „ 

13,0 „ 


8,5 mm 

9,5 n 
10,0 „ 



Dritter Primirkreia. 

2ri = 7,2 cm, 2 Oi « 2 mm. 
rj : y = 1,17, : = 36,0. 



Spule 


kl%r 


k 


a 


A 


0^46 






B 


0^98 




14,7 mm 


0 


1,89 


0,484 


20,0 „ 


D 


2,52 


0,395 


22,5 „ 


S 


8,64 


0,888 





Die Zahlen A und a sind Mittelwerte aus mehreren, 
auch (bei a) mit verschiedenen Vakuumröhren angestellten 
Beobachtungen, zeitlich symmetrisch geordnet, d. h. mit Spulet 
beginnend, fortschreitend bis zur Spule E und dann wieder 
zurückgehend bis zur Spule A. Trotzdem sind Unregelmäßig- 
keiten in den a nnd Ä enthalten, wie daraus zu erkennen ist, 
daß beim ersten nnd dritten Primärkreis die Spnle der besten 
Wirksamkeit (fettgedruckt) die Spule L ist, während dies beim 
«weiten Primärkreis Spnle (7 ist. £s ist theoretisch sa er» 
Harten^ daB bei etlikinr Koppelnng, d. b. bei kleinmn 
Werten r^tr, des beste A/2f kleiner sein wird als bei 
größeren Werten :r, es hüte dann aber beim dritten Pri- 
mSrfcxeit Spnle JD kein größeres a zeigen dflrfen als Spnle C, 
Es ist ancb möglich, daß die Dämpfung beim dritten Primär* 
kreis kleiner war als beim cweiten. Dadurch wird ancb das 
beete hj'ir gjHi^, Um die Beobacbtnngsfebler in a anssn- 
ffimcheakf sind in Fig» 8 die beobachteten a bei wediselnden 



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124 



P. Drude. 



A/2r graphisch eingetragen und die Fehler in den ausgezogenen 
Kurven graphisch etwa ausgeglichen. Die Beobachtungen beim 
zweiten und dritten Primärkreis sind zu einem Mittel ver- 
einigt, gültig für Tj :r = 1,25. 

Daraus ergibt sich, daß für r^jr ^ 2 die Funktion x 
Formel (3) ein Afaximum hat bei hj2r = 2,5 \ für r^jr =t 1,25 




• Erster Primärkreis, x Zweiter Primftrkreia. O Dritter Primfirkreis. 

Fig. 3. 

bei hj2r = 2,0. Dabei ist r^/p, etwa gleich 40.*) Um nun 
auch, wenigstens in roher Annäherung*), die Werte der 
Funktion x benachbarte A/2r zu kennen, ist zu bemerken, 
daß die beobachteten a klein sind gegen die Spulenhöhe A; 
man kann daher annehmen, daß die Wirkung in der Vakuum- 

1) Auf den Einfluß des wechselnden r, komme ich unten sa 
sprechen. Bedeutend ist derselbe nicht. 

2) Da diese Überlopunpen lediglich der besten praktischen Kon- 
struktion dienen sollen, genügt eine rohe Annäherung. 



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SoHonette Kaminikium von Tedairmuformataren, 126 

lOhre nur von dm einen Teslapol berrtthrty besonders bei der 
kleinen kogeligen Vaknnmrdbre, deren l&ngate Dimension (mit 
Anepnmpansatz) Ikberbanpt nnr 8 cm betrag. Daher ist das 
Potential an der Teslaspnle ann&hernd proportional^ mit 
in setsen. 

Ans der graphischen DarsteUnng der Fig. 8 ergibt sich 
folgender Verlanf Ar : F. = (a : a wobei der Index m die 
die Maximalwerte beieicbnen soll: 





a 


•-2 

[ n : F, 


• 


- 1,86 




7,5 


0,56 ' 


14,1 


0,56 


t.o 


8,6 


0,74 


16,1 


0,73 




9,4 


0,88 


17,8 


0,89 


2,0 


9,8 


0,96 ' 


18,9 


1,00 




10,0 


1,00 


18,8 


0^84 


8,0 


9,t 


0,94 


18,8 


0,T7 




M 


o,m 


14,4 


0,58 



Ans den Beobachtungen geht ferner mit Sicherheit herror, 
daß dk SpuU dtr bntgH H^irkMomkeU großeret hjZr besitzt, als 
dtr ttSrksten Koppelung k mit dem PrimarkreiM entspricht. Da 
nan bei stftxkerer Dftmpfong, z. R intensiTer TeslabOaohel- 
bildnng, der Faktor q in Formel (1) nelmebr Ton der Koppe- 
lung k abhftngt^ (mit k wftchst), als bei schwacher Dämpfung^ 
90 mtrde bei ttarker ButehMidimg der H^laepule dae boeie kfZt 
bei eiwae miedrigeron fKerion liegen^ aU bei don kkr angeMteüte» 
FeremekoH mU eekwaekor Bueekolbüdung, 

Fig. 4 enthAlt eine graphische DarsteUnng der Koppelung k 
bei wechselndem r^ir und A/2r (der Einflnfi Ton r^/^^ soll 
nnten besprochen werden). Beobachtnngsfehler sind hier nicht 
zn bemerken. In der li^t kann man die Koppelung k nach 
der beschriebenen Methode leicht anf 1 Pros. Genauigkeit er^ 
mittein, zumal es auf exakte Zentrierung der Teslaspule gegen 

1) Dts Escto d<B j^mlsndnüites stand auf l om Längs Mokredit 
von der Spule ab. Daher wird die Vakaamröhre vom letzten Ende 
dieses Draht« viel mehr beeiafloßti «le ¥0n anderen Teilen der £ttd- 
wittdoDgen. 

2) Vgl. die von mir in Ann. d. Pbjs. 18. p. 6M>. 1904 gegebene 
gr^hiedie Dantellosg. 



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126 



Heil Pnmärkreis gar nicht imkoiailU (4a 4m KoppCkluilg ia 
di^r Lage ein M^mum ist). 

Oben p. 1 1 7 ist der Satz aufgeBtellt, daß Koppelung k 
nur TOB dM VerhältniaMii der Strecken h, r|, ^ «bhAngti 
dagegen Ton Wickelungszahl n der Spule unabhängig iat. 
Ii<p«iBM»tell leigt iich dio JUcfatigkait dMtar Bebwiptong an 




den Spulen und we!che alle den i^eielien Durch- 

mesBer 2 r « 6,15 om, H<(he h « 2,6 cm besafien, jedoch die 
Wickelungszahlen n » 18^ bez. n s 15 und « » 12. Die Eop- 
pelung k mit dem aweiten Primftflnreis ergab sich bei Spule A 
ZQ 1*^0,485; bei Spule A^ zu Ä=s0,44i bei Spule zu 
k == 0,45. Ferner ergaben zwei Spulen und folgende 
Resultate mit dem zweiten Primärkreis (2 r = 8,3 cmj: 



Spule 


2r 


h 


hjtr 


n 




rx'r 




- 

(,2 cm 


6,0 cm 


1,15 


1 

80 


0,40 






e>« n 


10,4 „ 


1,62 


80 


0,48« 


4,B0 



Diese Besult&te für k sti^nmen s^hr gnt mit dem in Fig. 4 
gegebenen. Denn filr A/2r«( 1,15 eigiht aid^ JMush Wli^i 



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Baäondle Kantintkäom omi TulatramfarmaiareH. 127 

ftr r, : r » 1,35 der Wert k 0,44, för Spule muß daher k 
etwas kleiner sein, da für sie r^zr—h^O ist. Ferner ist 
nach Fig.4 für Ä/2r=l,62 beirj:r=l,35 der Wert Ä = 0,41, 
daher muß k für Spule M ein wemg größer sein, da für sie 
: r s l,aO ist 

Ferner ergaben swei Spulen von 6,15 cm Durch- 
messer und 7,4 cm Hohe (d. h. A/2r » 1,2) mit n 80 bez. 
s B 24 Windungen gleiche Koppelung k mit einem Energie- 
loreis von 10 cm Durchmesser. 

Die Abhängigkeit der Koppelung k vom Verhältnis : o, 
ist gering. Sie ist dadurch (wenigstens aouäherüd} zu taxieren, 
daß in 

die Selbstiiidaktion Jt^ des Primftikmses den Wect hat 

Xj BS 4 « r j (In 8 r, / — 2) , 

wihrend X^,, X, von rj()j kaum, bez. gar niolil ab- 
hiogen. Mit abnehmenden r^jg^ muß also A großer iverden. 

Wenn aber «. B. r, : ()^ tom Werte 40 auf den Wert 20 ab- 

niramt, so würde dadurch Z, im Verhältnis 3,77:3,07 kleiner 
werden, d. h, k im Verhältnis 1,11 : 1, d. h. um 11 Proz. 
wachsen. Irnnjeihin wird man natürlich, wenn mau möglichst 
stärke Koppelungen erzielen will, möglichöt großes r und 
großes (>j wählen. So wurde z. B. mit einem Erreger, der 
AUS zwei 1 mm dicken, 1 cm breiten halbkreisförmig gebogenen 
Kupferstreifen mit dem Durchmesser 2r^ = 5,9 cm gebildet 
wurde, und mit einer Spule von 2r = 4,1 cm Durohmesser und 
h = 7,45 cm Höhe (Ä/2 r = 1,82), n = 30, der Wert Ä = 0,51 
beobachtet. Mit einem aus ^/^ mm dicken, 1 cm breiten Kupfer- 
streifen bestehenden Erreger vom Durchmesser 2 = 7,3 cm 
ergab eine Spule von 2r = 6,15cm, h = 7,4 cm {h/2r = 1,20), 
n = 24 den Wert k 0,55, eine Spule von 2r 6,15 cm, 
h = 2,85 cm (Ä/2r « 0,46), n = 12 den Wert k = 0,74. So 
starke Koppelungen sind also realisierbar. Allerdings bildeten 
sich im letzteren Falle Büschel zwischen Primärkreis und 
Spule, durch Eiinbettoog in PetixHeum vOrden sich dieselben 



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128 , F. Drude. 

Die WeUeulÄDge des Erregers ist 

die der Spule ist 

wobei /' ein toh A/2r, ffjS und der Natur des Spulenkernes 

abhäugiger Faktor ist, für den ich früher^} Tabellen gegeben 
habe. 

Für il, = ^ (Resonanz), = 43i;rj (In 8rj/(>j — 2), n = h:ff^ 
ergibt sich daher 

(7) «ri(lo8r,/(^-2).<7j-/'«r*«»-^?^. 
Setzt man daher 

so folgt 

(8) r»=;i<^-^q(ln8r,/(,,-2). 

itfvt <&Mr Oleieftunff igt aUo der Sptdemradhu und SpuUnhSht 

bei gegebenem g, q zu berechnen. 

Setzt man 

(80 r»-«.I'.5r»6;(ln8ri/e,-2), 

80 würde, wenn die Spule auf einen dünnen Ebonithohlzylinder 
(oder Pappzylinder) gewickelt wird und lür die Spule das Ver- 
hältnis Ganghöhe g zur Drahtdicke S den Wert g/d=^2,i 
hat, der Koefäzient a fUr yerschiedene hjr folgende Werte 
besitzen : 



p^hlr 


8,0 


8,6 


4.0 


4,6 


6,0 


6,6 


6,0 


f 


1,11 


1,05 


0,99 


0,98 


0,88 


0,85 


0,82 


9 


0,283 


0,281 


0,200 


0,179 


0,162 


0,144 


0,129 



Setzt man den Wert nach in Formel (S) ein, so 
entsteht: 

V 3 f „j^iubr,/^i-2) • 



1) P. Drude, Ann, d. Pbys. 9. p. 822. 1902. 

2) Froher habe iefa h dureh die Gleiebvog h • (ii-l)y definiert; 
bei grofism it irt aber dieee Definition piaktlseh dieeelbe wie A *• »#• 



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SaHondU KtmUntktion van TesbUransfermaloren, 129 

Wenn also (\, ^il^t ^\IQ\ ^"^^ 9 gegeben sind, so wird 
bei dengenigeii p^hjr ein Maximum beaitsen, für welches 

3 

yfp'Xi^^lr, r/r,, r, - i/;(Ä/r, r/r,, r, /o,) 

ein Maximum bat. Für die relntive Abhängigkeit der Funktion;^ 
von h/r können wir nun annähernd die Tabelle auf p. 125 für 
r. : V benutzen. Wir erhalten daher, wenn man annimmt, 
(laß die Spule auf eine dünne Khonitrölire gewickelt ist und 
daö gjS = 2,4 ist^), unter Benutzung der von mir früher (1. c.) 
gegebenen Werte Ton /' folgende fiesultate für xp: 





f 


1 

V/P 




» 2 




» 1,25 






X 






V 


0,5 


1,69 


1,19 


0,58 


0,886 


0,58 


0,685 




1,285 


1,87 


0,74 


1,016 


0,78 


1,00 


1,6 1 


1,11 


1,49 !* 0,88 


1,81 


0,89 


1,82 


2,0 


0,985 


1,58 


0,^R 


1,52 


1 1,00 


1,58 




0,88 


1,64 


1,00 


1,64 


1 0,94 


1,54 


3,0 


0,82 


1,70 


0,94 


1,59 


, 0,77 


1,31 


a,5 


0,78 


1,76 


0,775 


1,36 


, 0,58 


1,02 



Fig. 5 enth&lt eine graphische Darstellung des Verlanfee 
fon %p ftlr wechselnde A/2r. Hieraus ergibt sich, daß das 




Fig. 6. 

Maximum von ip nur unbedeuLenii von den Werten /t /2 r = 2,5 
bez. Ä/2r«<2,0, für die die Funktion x ^ Maximum bat 

1) Die Beniltato Ar du beate p hingen Ton dieser speiiellereii 

iiirim Iii Tlijift Mg». lA. 9 



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laO P. ihrude. 

(dargestellt in Fig. 3), Dach grdßeren Werten A/2r zu ver- 
schoben ist. 

I^iU beste Ferhäitrtis hl2r für einen Teslatrannformator, 
für den rj:r=»2 gewählt wird, liegt also bei hl2r = 2,6; 
wird r^:r = 1,25 gewählt^ so ist das beste hj2r etica gleich 2,2. 

Da für diese Werte A/2r die Werte fp 4,50 bez. 4,13 
sind, so ergi^ steh ans (8) der Radius und die Hohe der Tesla» 
spule aus gegebener JPrimärkapazität und Ganghöhe g der Spule 
(Drahtdi<Äe Yermehrt nm Drahtisolation): 

(10) » IV ifffi r,/r«2 

I h =.5,2r, J 

( r»-0,184-^^»C,(ln8r,/p.-2),l 
(10) { ^ /für r,/r = 1,26. 

1 h «4,4r. J 

Ifach diesen Formeln kann man also eine Teslaepule raHonfü 
dimenmomeren. Die Formeln beziehen sich mt g/S^ 2,5 nnd 
auf eine dfinne Ebonitröhre als Spulenkern. Da es aber auf 
exakte Resonans bei der starken Koppelung nicht ankommt, 
so wird man die Formeln in jedem Falle gebrauchen können; 
man wird dann praktisch probieren, ob man bei kleiner 
Variierung Ton (?, oder n bessere Resultate erhftlt.') 

Formel (9) lehrt, dafi das Potential an der Teslaspule 
proportional xur dritten Wurxel von : g wächst, "Eb kommt 
also znr Konstruktion wirksamer Ttolatransformatoren auf 
große Erregerkapazität C\ und möglichst kleine Ganghöhe g der 
Spule an. Die untere Grenze von g ist durch die Isolations- 
fähigkeit der Drahtisolierung begrenzt. 

Um eine numerische Taxierung des Maximumpotentials 
an der Spule aus der Formel (1) zu gewinnen, mub man 
wenigstens annähernd die Kapazität (7, der Spule, d. h. die 
Funktion 0 der Formel (2) kennen. 

Zu diesem Zwecke kann man nun die Vergrößerung der 
Kigeu Wellenlänge einer Spule durch zwei angehängte Antennen 

1) Um Reaouanz zu prüfeu, »teile mau die Teslaspule zuuächät in 
flcbwsdie magnetiiebe Koppelung warn Prinliteif. Mm kttm diiiD 
Meht «liilge Wiadeagen n saftigen oder fertaelmieii, am auf ReioBani 
so prftfen. 



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jRationeüe Kmutntktion von Tsdaitamformatorm, 181 



heransielMn. Nennt man nftmlich die Eajutzitfti derselben C, 
und setft man Tmus, daft die Antennen so kurz sindy daB 
Bie nur wenig die EigenwellenlAnge der Sfpole vergrAßeni 



aaf A',, so ist 



D.ibei ist die Annalimc gemacht, daß die Selhstinduktion //, 
der Spille durch die angehärif^en Antennen nicht verändert 
sein BoU und daÖ die Kapazität des Systems 6, + C ist, wobei 
Cj die Kapazität der Spule ohne Antennen bedeutet. Beide 
Annahmen sind nicht streng richtig, denn durch die angebängte 
Kapazität C der Antennen werden etwas mehr Windungen der 
Spule stromführend, d. h. wird vergrößert, aber wird 
verkleinert, da am Spulenkdrper dementsprechend etwas weniger 
elektrische Kraftlinien inisetzeii. Wir wollen von beiden Kor- 
rektionen absehen, da sie bei großen Windungssahlen ii nn- 
bedentend werden nnd hier nur eine rohe Taxiemng gegeben 
werden soll. 

Nun ist f&r die Kapazität C zweier Antennen, deren jede 
die Länge 4 den Radins g hat, zu setzen 

femer ist*) bei kurzen Antennen: 



wobei 



- 1 -I- ' 



und (/ ein von hi2r abhängiger Koeffizient ist. für den ich 
1. c. p. 078 eine Tabelle gegeben habe. Daher wird, da 
il,» 2f\2nru ist: 

1^«.. . ,d.h. 

Ci />9>>*/arlog//r.4Hr 

(II) - ^-rrif \hl2r^^ - 0,342r/ V VA/2r. 

1) P. Drude, Ann. d. Phyi. 11. p. 968. 1908. 



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132 



Nach dieser Formel ^) und den von mir früher (1. c) er- 
mittelten Werten von f und (p würden für Spulen auf Ebonit- 
hohlzylindem die Kapazit&teo : r in folgender Weise mit 
A/2r Tarüeren: 



*/2r 


0,5 


1,0 


M 


8.0 


8.6 


8,0 


8,5 


4,0 


0,842 /»^^A/Sr 


1,18 


1,18 


1,08 


1,08 


1,01 


1,08 


1,07 


1,09 



d. h. für Ä/2r = 2,75 würde C^jr ein Minimum, daher V,, nach 
Formel (1) ein Maximum sein, wenn man vom P'aktor : //^j 
absehen würde. Sieht man von diesem Faktor, der gnißer 
als I ist, ab, so ergäbe sich also als untere Grenze des 
Maximumpotenti&ls nach Formel (1), (7) und (11): 

(12) ^, >i('/'«|/ ,-— 

Für ri/pj-4Ü, 9*j:r-S, Ä/2r=:2,5 ist 9>»2,43; daher: 

fÖr /i/oj = 40, ri:r=l,25, ä/2; =2,0 ist y-2,25; daher: 

> 16,1 • 

o hängt von der Summe + der Dekremente und der 
Koppelung A ab. Für k = 0,24 (entsprechend : r ns 2, 
A/2r = 2,5) und yi + y, « 0,3 ist«) q = 0,75, für A« 0,4 ent- 
sprechend r^ir« 1,25, /i/2r-2,0) und + « 0,3 ist*) 
» 0,81. Daher würde sein: 

»» /i+yi=0,3, :r = 1,25, Ä/2r« 2,0: /,> 0,050./ «. 

Eine wesentliche Steigerung gegenüber F würde also 
bei mehreren hundert Windungen n jedenfalls zu erzielen 
sein, zumal da F^ noch mit dem Faktor )/^//2r As multi- 
plizieren ist, der um so größer als 1 ist, je engti die Koppelung 



1) Id roher Annäherung atimmt sie auch mit W-rsucheD, bei deueii 
ieh die VergiOfierung der EigenweUenllnge einer Spule durch swei sa- 
gehlngte Kugeln gemenen habe. 

2) Vgl. P. Drude, Ann. d. Phjw* IS. p. 550. Fig. S. 1S04. 



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Rationelle Konstruktion von Teslatransformatoren. 133 

ist. Ich glaube aber nach den hier gemachten rohen Tazierangen, 
daß die Potentiale an den Teslapolen nicht so hoch sind, wie 
man ans den Bftsohelbildangen und Fonkenschlagweiten wohl 
geneigt ist anzunehmen, daß die letsteren yielmehr auch wesent- 
lich durch die schnelle Periode der Ladungen und ihre Ißkufig- 
keit mit unterstfitzt sind. 

gnsamnumfiMiiiing, 

1. Füimel (8) p. 128 enthält die Berechnung der Dimen- 
sionen einer Tesluspule aus gegebener Primärkapazität und 
Spulenganghühe y (Drahtdicke vermehrt um Isolation) bei be- 
liebigem A/2r. 

2. Für rj:r = 2 ist das beste Verhältnis Ä/2r einer 
Teslaspule Ä/2r = 2,6; für : r = 1,25 wähle man Ä/2r«2,2. 
Formeln (10), (10') enthalten die Dimeusionsberechnung der 
Teslaspule für diese beiden Fälle. Bei starker Beanspruchung 
clor Spule auf Büschelbildung wähle man A/2r etwas kleiner 
und Tj : r klein (etwa 1 ,25). 

S. Das Maximumpotential am Teslapol ist proportional 
zur dritten Wurzel aus C^'.g. Möglichst kleine Ganghöhe g 
der Spule ist also günstig (bis daß die mangelnde Isolation 
eine weitere Verkleinerung von g verbietet). 

4. Formel (l 1) enthält eine rohe Taxierung der K^amt&t 
von Spulen. 

5. Formeln (12), (12') enthalten eine rohe Taxierung des 
Mazimampotentials am Teslapol. Dasselbe ist mit der Win- 
dungszahl % der Spule proportional und wird erst bei vielen 
hundert Windungen wesentlich gesteigert gegenftber dem pri- 
miien FunkenpotentiaL 

(Eiogegaogen SO. ^iovember 1S04.) 



184 



9. XH/ne aUgemein verivendbare Differential' 
methode mir Messung kleiner Widerstände; 

von H* ffausrathm 

♦ 

Zur Abgleichuog und Messung kleioer Normalwidentlnde 
big herab auf 0,0001 Ohm wird von der Physikalisch- Technisclien 
Rttduanstalt bekanntlich die Thomsonsche Brückenanordnung 
verwendet. Die hierbei eingehaltenen Versnchsbedingungeo be- 
rechtigen zur Vernachlässigung der darch die Ubergangs- and 
Verbindungswiderstände gegebenen Fehlerquelle, welche bei 
dieser Methode gegenüber dei cinluclieu i'.i uckcninetliode zwar 
wesentlich reduziert, prinzipiell aber nicht beseitigt ist 

Anders liegen die Verhältnisse, wenn ein kleiner Wider- 
stand von behebiger B^orm gemessen werden soll. Zur Aus- 
führung solcher Messungen sind in der Technik Anortlnungt'u 
eingeführt, bei denen die Abglei( hung an einem Meßilraht mit 
Schleifkontakt geschieht. Gelegentlich der Unlersucbung eines 
zur Prüfung eingesandten Leitungsdrahtes machte ich die Kr- 
fahrung, daß sich selbst mit der bekannten Doppeluielibrüeke 
von Siemens Halske, welche wohl eine der vollkommensten 
Formen darstellt, nur dann zuveiUissige Resultate erhuiitii 
ließen, wenn auf die Reinhaltung des Drahtes und des Rol!- 
kontaktes gröftte Sorgfalt verwendet wurde. Die Krwägini^'. 
daß noch öfters bei Messungen an Maschinen infolge ongüntitiger 
Abzweignngsgelegenheit derartige Fehler auftreten und aus 
Mangel einer genügend bequemen und zuverlässigen Kontrolle 
bei dieser Methode nicht beachtet werden, gab die Veran- 
lassung eine anscheinend noch nicht bekannte Modihkation der 
Kohlrauschschen Differentialmetbode ^} mit in übergreifenden) 
Nebenschiaß geschaltetem Differentialgalvanometer theoretisdi 
and experimentell za antersueben. Denn wenn auch die Me- 
thode von Matthiessen und Hockin ganz unabhängig ^^^^ 



1) F. Kohlrauscb, Wied. Ann. 80» p. 76. 1888. 



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JHfferentiatmahode zur MMitmg kleiner ff^stande, 185 



Übergangswiderat&Dden arbeitet, hat sie sich ftir praktische 
Messungen als zu umständlioh erwiesen, und bietet für KichuDgs- 
z wecke, wie auch Koblrauscb^) hervorhebt, nicbidie erforder- 
liche Genauigkeit, da Hilfsgrößen eingeschoben werden, und 
die Beobachtungen Terscbiedene nnd «ntlich anfeinander 
folgende Manipulationen beanspruchen. 

Die Anwendung der Kohlrauschscfaen Methode^ in der 
Pnuds und des im Nebenschluß gesdialtetenDifferentialgalyano- 
meteit tlberhaupt scheitert aber daran , daß sur Abgleichung 
ein Sats kleiner Widersttode zur VerfDgnng stehen nflßte, 



1) F. Kohlrauscli, I. c. 

2) Die prinzipiellen Vorzüge dieser Methode gegen die Whcat- 
stoneschc und Thomsonschc Briickenmetliode sind neuerdings in einer 
erschöpfenden Diskussion derselben von Jftger (Zeitschr. f. Instrumentcnk, 
24. p. 2Öb. 1904) klargestellt wurden, welche mir cnit wälireud des 
Dnnätet bekannt wurde. Der dort gebrachte Naehweis, daß eine Ab- 
I^Mebnng der beiden Galranometorhälften bei der Kohlrautehicheo 
Methode nicht nötig ist, wenn man auf entgegengesetzt gleiche AoB* 
8chlffge einstellt, wird nller linira mir dann für die rationelle Anwendung 
von Bedeutung sein, wenn die MeeKun-x an störungafreiem Ort Husgefdlirt 
werden kann. Zumeist werden jedoch Drehspuleuiubtrumente verwendet 
werden mÜBsen. Bei diesen läßt sich aber die Abgleichung ein für allemal 
in der Weise enielen, daß eines der beiden STsteme mit ebcr halben 
Windung oder einem Viclfiichen dendben weniger hergestellt nnd die 
GalvanOflWterfunktion durch einen Nebenschluß am anderen System 
gleich gemacht wird, worauf dmcli Vorschaltwiderntand innerhalb der 
Galvanometerklemnion auf >:liicheti Wid«T5tand abzugleichen ist. 

Da das Magnetfeld nur in der Umgebung der Nullstellung houioguu 
SU sein braucht, dflrfte bei guten Spalengalvanometom eine praktisch iu 
Betracht kommende Änderung der Abgleichung nicht m befilrebten sein. 
Solche Inatrumente werden nach einer von der Finna Hartmann & Rraun 
mir gemachten Mitteilung tatsächlich seit längerer Zeit herg<^tellt. Die 
in der Anbringung von vier gelrennten Zuleitungen liegende Bchwierig- 
keit, welche Hr. .läger (!. c. p. 2ö9) als (Jrun l ftir die zurzeit noch 
nicht erreichte lierstcUuug anführt, scheint von dieser Firma — Jeden- 
fUls Ar die BenQteung all Nullinatrnment mit nur kleinen Best- 
auMebll^ — durch Verwendung «ehr dftnner vertikal geeCelltor Silber^ 
hiader beseitigt su sein. — Oegenfiber der Tatsache, daü das Differential- 
galranometcr in der deutschen Elektrotechnik keine Beachtung gefundm 
hat, ist wohl von Interesse z'i erwfihuen, dali in Aintrika der Wider- 
stand der Stoßfugen von Hahngeleideu mit Drehspulenditlerentialgalvano- 
raeter durch Vergleich mit einem SchieocnstUck nach der üblichen Nebeu- 
scblnfimetfaode gemessen wird, und dieses Instrument auch sonst TidsMtige 
teehnisehe Verwendung gefunden hat. 



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186 



H, Hmurath, 



welche durch parallel geschaltete größere Widerstände auf 
jeden beliebigen Betrag gebracht werden könnten. Dies Ver- 
fahren wäre natOrlich eu kostspielig und amstftndhch. Das- 
selbe gilt fbr die Verwendung eines Saties Ton Mefidr&bten 
bes. -Stäben Terschiedenen Querschnittes. 

Eine bequeme Abgleiehting ist jedoch möglich» wenn man 
analog der an ThomsonbrIIcken üblichen Anordnimg einen 
Heßdrabt lait Sdileifkontakt als VergleichswiderBtand benntst 
und diesen inr Herstellung des durch die Spannung an dem 
SU messenden Widerstand gegebenen Heßbereidis an einem 
entsprechend kleinen Starkstromwiderstand anlegt 

Fig. 1 zeigt diese Anordnung. Sie entspricht dem Schema 
bei Kohl rausch mit dem Unterschied, daß der Verg^eidis- 



Funktion der Meßwiderstände ergibt. Symmetriegrüude leiten 
auf die Bedingung, daß hierzu die Widerstände zwischen 
Abzweigung und Stromzuführungsstelle auf beiilen Enden des 
Meßdrahtes stets gleich sein müssen. Die Heclmuug be- 
stätigt dies. 

Sei // der Gesamt widerstand des Meßdrahtes, so lautet 
diese Bedingung in den Bezeichnungeu der Fig. 1: 

W s= tO am ~ . 

2 

Es entstehen die Qleichangen: 

(1) iJt — l"»'« ^^ — »r,, 




Fig. l. 



widerstand durch einen Meß« 
draht mit außerhalb der 

Abzweigungen angelegtem 
Nebenschluß ersetzt ist Es 

fragt sich nun, ob ftlr diese 
Schaltung eine Bedingung 
besteht, welche bei Kompen- 
sation der abgeglichenen Dil- 
fereiilialsysteme den Wider- 
stauil als bestimmte einfach*' 




-i,, I -l+l,, i^»»-i,-t-f-li. 



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lH/fer€niiabimMe zur Mt$$wng kUmtr fFuterüände, IST 
Dies in (2) eingesetit^ gibt: 

(2*'- ^ + g « + * - g«o . 

Zeigt nun das auf gleiche Galvanometerfunktion und 
gleichen Widerstand der beiden Systeme abgeglichene Diffe- 
rentialgalvanometer keinen Ausschlagi ist aUo ^s^» so wird: 



(3) 



i" // = (i — i')wQ oder * = 















s 


— ' > " - 



















Fig. 8. 

Das Verhältnis der Stromstärke in der Vergleichsstrecke 
zu der Stromstärke im gesuchten Widerstand ist also ftlr einen 
beetuomten Meßdraht- und Nebenschlußwiderstand konstant» 
und es folgt für verschwindenden Aasschlag wegen iO| «s lo, 
ans (1) die Beziehung: 



s = 



W 



w B Konst. ,w'. 



+ 1 



Die Beziehung wird also besonders einfach, wenn man 
den Meßdraht zu 1 Ohm und dazu einen zur Verwendung an 
einohmigen Milliamperemetem bestimmten Nebeuschlußsatz 
▼on 7t» V»9 V9»9 wählt, der wohl in jedem Labora- 
torium Torhanden sein wird. Der Meßdraht wird dmrch zwei 
parallel gespannte Dr&hte gebildet und die Bedingung ui'tsw"* 
praktisch dadurch erftllt, daß die beiden Kontaktschlitten 
dureh isoliereDdes llaterial miteinander verbunden werden (Fig. 2). 



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188 



B, Hauaraih. 



Der große Vorteil der Kohl rausch sehen Methode be* 
steht nun bekanntlich darin, daß durch VertauschaDg Yon 
Stromquelle und Verbindangsstück y die bequem durch einen 
sechsnapfigen Kommatator oder einen dreipoligen Umschalter 
nach der Anordnung von Fig. 3 bewirkt wird, 'nicht nur die 
Abgleichnngsfehler der DifferantiaUyateme, Bondern auch die 
ÜbergangffwidersUUide eliminiert werden kennen. Um naduii- 
weisen, daß die bei der neuen Modifikation hinintretenden 
Fehlerquellen durch diese Vertauschnngsmethode ebenfalls Idein 
Ton iweiter Ordnung werden, muß der Einfluß einer Ab- 
weichung von der Bedingung w**^ w"' und der hierdurch be* 
dingten Ungleichheit der StrOme ^ und ^ untersucht werden. 

Sei also w"'» to"(l + $) und t| >- ^ (1 + <r), wo < und e 
kleine Ordßen bedeuten, so erhält man, da nunmehr 
io'+2to"+€to"»r, statt Gleichung (3): 

Dividiert man durch i, so zeit?t sich, diiB die Fehlerglieder 
auf der rechten Seite verschwinden, wenn der Strom durch 
die Galvanometerspulen gegen den Strom im Hauptkreis ver- 
nachlässigt werden kann. Dies ist auch von vornherein klar, 
denn es liegt dann der Tt renzfall statischer Spannungsfer- 
gleichung vor, wie ja auch die gleiche Anordnung ohne weiteres 
hei der Methode von Matthiessen und Hockin Verwendung 
finden könnte. 

Im Fall nicht verschwindenden Galvanometerstromes könnte 
aus Gleichung (4) der Fehler für bestimmte Versuchsdaten 
angenähert berechnet werdcuj weil dann durch s auch <r ge- 
geben ist Eine itlr die praktische Ausftihrung maßgebende 
Fehlei^nze läßt sich jedoch in einfacher Form ermitteln. 

Die Fehlerglieder erhalten ihren größten Wert für tp"- Wft. 
Bei der Ausführung wird man jedoch den Meßdraht nur bis 
auf diejenige Länge benutzen, bei welcher die Spannung an 
den Schleifkontakten gleich der ToUen Spannung mit dem 
nächst kleineren Terfftgbareu Nebenschluß ist. Der äußerste 
Widerstand tou der bei der Messung erreicht wird, ist 
also um r.u7j2(// + kleiner als r/2. Dies gibt für 
den Feblerfaktor vf' + den maximalen Wert 

2 W+tiC) *** 



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J^ifferentktbmtikodB xwr Mümmff kUüur WieUrßiäiuU. 189 



Die praktische Anwendnog mit 1 Ohm imd tOo^V»» Vm 
etc. Ohm giht hierftr imierhalb 2 Fm. genau den Wert 
IT -4-100/2. GUichoDg (4) kann deshalb nach Division durch 
((^+ rrj auch geschrieben werden: 

t'/t unterscheidet sich also im ungünstigsten Fall der 
Verwendung von der Konstanten w^f H'-\-Wq nur um ein Pro- 
dukt zweier kleinen Größen, denn bei den Anwendungen der 
Methode wird ^/2t selten 0,0 1 Überschreiten. Aber auch 
diese Korrektionen fallen durch das Umwechseln der Strom- 
quelle nach dem Zweig / YoUstftndig heraus. Dabei wird 
nftmlichy wie eine Betrachtung der Fig. 2 zeigt: 



hat also gegenüber der ersten Messung sein Vorzeichen 
g»&ndert, während t'/t gleiches Vorzeichen beh&It Nimmt 
man das Mittel der zwei Einstellungen, so unterscheidet sich 
also das Resultat Ton dem der vollkommenen Gleichheit der 
AbgleicbuDgswiderst&nde entsprechenden Beirag nur um eine 
▼enchwindend kleine Gröfie. Es zeigt sich also, daß die be- 
schriebene Anordnung an allen Vorteilen des in der Anord- 
nung Ton Kohl rausch gegebenen speziellen Falles derselben 
teilnimmt^, abgesehen allerdings von den Fehlerquellen, welche 
die Verwendung eines Meßdrabtes mit sich bringt. 



1) Dies gilt innerhalb dur praktidch voriiogeDden Verhältnisse auch 
besOglich der Empfindlichkeit Nach der von JBger (1- c> P- 298—295) 
dnrchgeAhrlen ▼etgleiibenden Beteehnong der Empfindliehkeit der Kohl« 
rnnschschcn Differentialmethode and der ThomBonaehan firOckcn- 

methode unter Annahme gleicher Strombelastung des zu measenden 
Widerstandes und günstigster Anordnung ist hierin die Differentialmetho !♦» 
bedeutend überlegen. Der Untertichied kann in praktischen Fällen l 
läutig derart sein, daß nach der DitVereutialmethode mit der gleichen 
Oenanigkelt doreh Zeigcrableeong gemeieen werden kanui wie nach der 
Thomaonaehen llellioda dnidi Spiegalablaaiing. Die Eoipiadiiehkeit 
wird nun bei der neuen gegeuQber der RohlranscUschen Anordnung 
im iin^rünstigsten Fall im Verhältnis der Quadratwurzel vom Galvano- 
metcrwiderstand zu dem tim den M'Bilraht vt-rtnclirffu kltMiicr. I>io;?tr 
Unterschied ist selbst bei dem r( lativ grolien McBdrahtwidcrstaod von 
1 Ohm ohne praktiBche Bedeutung. 



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140 



Diese kommen jedoch für das VerweDdangpigebiet der 

neuen Anordnung nicht in Betracht, da Eichungsmessungen 
mit den hierzu erforderlichen Normalwiderst&nden selbetfer* 
stftndlioh immer nach der Koblrantchachen Methode aiuia* 
fahren Bind, &11b sie nicht nach der — unter den eingangs 
erwfihnten Bedingungen einwandsfreien ^ Thomsonschen 
Methode ausgeführt werden. 

Ton erheblichem praktischen Interesse scheint jedoch die 
aus der Gleichung (4) zu ziehende Folgerung, daß die Kohl- 
rauschsche Methode auch fOr die Messung oder Abgleichong 
von Starkstromnebenschlossen einwandsfrei verwendbar ge- 
macht werden kann. Die in ihrer neuen Verwendbarkeit tu 
der hier behandelten Methode schon angeflUuten Nebenschluß* 
sfttze für einohmige Amp^remeter können im allgemeinen nicht 
mit 80 kleinen Abzweig ungswiderst&nden hergestellt werden, 
daß diese für Eichungsmessungen gegen den Widerstand des 
Instrumentes veniarliliissigt werden dürfen. Es wird deshalb 
von den Herstellern entweder der Abzweigungswiderstiiiul zum 
Zweck der Ausschlagskorrektion angegeben oder der Neben- 
schluß selbst um so viel größer als der nominelle Wert von 
. V'.,,, etc. Ohm gemacht, daß die Spannung an den Klemmen 
dL> Instrumentes tatsächlich auf den 10"" bez. 100*^° etc. Wert 
bei gleicher Hauptstromstärke wie ohne Nebenschluß gebracht 
wird. Die Umständlichkeit, welclie mit der Abgleichung dieser 
Beträge nach der Thomsonschen Methode verbunden ist, 
falls eine für Eichungszwecke genügende Genauigkeit verlangt 
wird, ist vielleicht die Ursache, daß an einer einzigen Schiene 
angeordnete Sätze solcher Nebeuschlußwiderstände, so erwünscht 
und einfach sie für das exakte Arbeiten mit größeren Strom- 
stärken wiüren, bisher noch nicht eingeführt worden sind. 
Schließt man jedoch die Abzweigungen an einen Normalwider- 
stand von 1 Ohm an und zweigt von dessen Enden die Diffe- 
rentialsysteme nach Fig. 1 ab, während letztere andererseits an 
die Klemmen eines Normalwiderstandes von 0,1^ 0|01 etc. Ohm 
führen, so wird die richtige Abgleichung ohne weiteres er- 
reicht, wie die erste ü&lfte der Gleichung (3) zeigt. Gleichung (4) 
zeigt mit Backsicht auf die relative Kleinheit der die Ab- 
zweigungea repräsentierenden Widerstände lo" und ip'", daß 
durch die Nichterfiülung der Bedingung to"» ip'" auch im un- 



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Di/ferMäalmModB mir M9$miiff kUmer Widtr$iSnd§» 141 




gflnstigtteiL Fall: iü"= 0, w"= ew"^ Abzweigungswiderstand 
nvr em sehr kleiner, bei dem Kohlrausohschen Komma« 
ti«nnig8T€ifahren Tersehiriiideftder FeUer entsteht 

Das Verfahren wurde rar BerstdUnng eines Saisee Meiner 
Widerstftnde in der Anordnung der Fig. 8 Terwendet. Die 
Widerstände liegen einerseits an dner mit derStromsafilbnings- 
klemme Ä verbwidenen Schiene, andereraeits an den Kontakt- 
klötsen a, d^e in der Stufenfolge cx), Vs* V»9» Vsa»» OOhm« 
Die Stromsafbbning erfolgt bei Klemme ff^ deren Schiene 
dnrch einen Bügel mit dem Kon- 
takftklotz dee erferderliehen Neben^ 
sehltisses verbunden wird. Von 
diesem aus wird dureh einen sweiten 
Bügel die Schiene C angeschlossen. 

Je nachdem der Nehenschlußsatz /; p^r^r^r^ ^ 1 

t'ür Widerstandsmessungen oder $^^o0w^ 
5>Uoumiessungen dienen soll, wird pjg^ 3^ 

an die Klemmen £ und C der 

Doppel meßdraht oder das einohmige Milliamperemeter angelegt 
Um die nach der Differentialmethode so genau herstollbaren 
Starkbtromwiderstünde auch für Stroninicssunjrcn durch Kom- 
pensation bequem verwerten zu können, emptielilt sich zwischen 
ß und C noch einen Widerstand von 1 Ohm über den Kon- 
taktklotz / einschaltbar anzuordnen, der in Kombination mit 
den Nebenschlüssen den üblichen Satz von Normalwiderständen 
zu 1, 0,1, ü,01 und 0,001 Ohm ergibt. Ein dreipoliger" Um- 
schalter^) dient an Stelle des sechsnaptigen Kommutators zur 
Widerstandsmessung und — bei Kurzschluß der dabei an den 
sn messenden Widerstand gelegten Klemmen ar:r auch zar 
Kommutierung bez. Ausschaltung fUr Strommessung mit Milli- 
amp^remeter oder Kompensation. 

Die Messung kleiner Widerst&nde mittels des beschrie- 
benen Nebenschlußsatzes erfolgt nun in der Weiset daß die 
Kontaktbügel von dem Kurzschlußkontakt e aus so weit nach 



Ii Ein eolcher dürfte in jedem für Stnik3trommP88ting eingerichteten 
Lal>or;itoriutn vorhanden sein und dient dann in der bei Fi^r. 3 ^'ezeich- 
netcn Schaltung zum bequemeren Umachalten ebeueo wie die von Jäger 
(L 0. p. 290) beschriebene, von Steinwekr komtniierte TierbOgelige 
Wippe. 



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142 



B, BautraHL 



links TeffBchoben werden, bis der Aasschlag am Differential- 
galvanometer umkehrt, während die Schleifkontakte an den 
Enden des Meßdrahtes bei JBC stehen. Durch Verschieben 
der Schleifkontakte wird dann die NnUeinstellung erhalten. 
Durch Kommntation könnte nun eine zweite Einstellung der 
Schleifkontakte und das Besnltat ans desi Kittel der beiden 
Ablesungen erhalten werden. Hierbei könnte jedoch der Über- 
gangswiderstand der Schleifkontakte eine Änderung erfahren. 
ISs ist deshalb in der Anordnung der Fig. 8 ein Sats Ton 
Widerstanden mit den Betrigen 10000, 1000, 100 und 100hm 
vorgesehen, welche den einseinen Nebensohlußstafen parallel 
geschaltet werden können und dadurch die Interpolation der 
richtigen Mefidrahtablesung bei beiden EommutatorstelloogeD, 
also unter Elimination der UbergangswiderstKnde ermOglicheiL 
Zweckm&ßig führt man zwei derartige Messungen mit Ter- 
schiedenen Einstellungen der Schleifkontakte in der Weise aus, 
daß für jede Kommutatorstellung der Ausschlag ohne Neben- 
scbiuB nahe auf Null gebracht wird. Ein Beispiel für dieses 
Verfahren wird später gegeben werden. ^) 

Die Interpolationswiderstände sind im Schema mit den 
Einzelstufen 9000, 900, 90 und 9 zwischen den Klötzen der 
Reihe E vorgesehen. 1 >er ijeforderte Betrag wird hierbei durch 
Verbindung der Schieue JJ mit dem Widerstand von 1 Ohm 
Uber / einerseits und dem Kontaktstürk der Reihe A' anderer- 
seits hergestellt, in welchem der zur geforderten Einheit er- 
gänzende Widerstand endigt. Durch Schließung des Kontaktes 
bei H wird dieser Widerstand der Meßanordnung jMtrsilel ge- 
schaltet 

Diese Schaltungsweise erscheint deshalb besonders ge- 
eigaety weil so zwischen den Klemmen D und // zugleich ein 
Satz von Vorschaltwiderst&nden zu dem einohmigen Miili- 

1) Dietes Verfiilireii führt suttttrlich in dem gleichen EigebDit wie 
dtttjjenige, welches Jäger (I. c p. 292) mit unabgeglichenem Differential- 

galvanometer und infolgedessen größer»'n Ausschlflgcti für die Kohl- 
rauschsche .Anordnung vorichlUgt. in Anbetracht der Bequemlichkeit 
der Mt'bdrahteinstt'llung und der praktisch gebotenen Vcrwi-ndung eines 
von vornherein abgeglichenen Spulendifferentialgalvauuweten scheint 
mir jedoch fftr die neue Methode geeigneter, in der olien angegehenss 
Weise su interpolieren. 



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I)iffermikämtthoiU zur MtMtwuff kkiner ff^itUrHändt, 148 



ampftremeter ftr dessen Verwendang zur Messung höherer 
Spannungen entsteht Für die Interpohitionswiderstftnde hiaocht 
also nnr ein solcher in diesem Zweck wohl meist schon Tor- 
handener Sats mit genfigend dicken Kabeln an die Klemmen 
H und T angeschlossen zu werden. 

Unter Zuschaltung des 1 Ohm -Widerstandes entstehen 
nun auch die höheren Desimalwiderst&nde. Die Anordnung 
der Fig. 8 bietet somit außer ihrer beschriebenen Verwendung 
zur Messung kleiner Widerstftnde sftmtliche Kombinationen, 
welche den Bestand an Normalwiderst&nden eines ftlr elek- 
trische Eichungsmessungen eingerichteten Laboratoriums zu 
bilden ptlegeii, mit Ausnahme der bei Differentialraessung weg- 
fallenden Vergleichswiderstände. Es dürfte so auch einem 
mit beschrilukten Mitteln arbeitenden Laboratorium möglich 
sein, sich durch die angegebene Anwendungsweise der Kohl- 
raus('hschen Diflferentialraethode eine vollständige AuBrüstung 
von Gebrauchsnormalen zu verschatien. Von der Beschreibung 
einer Anordnung mit weiteren Zwischenstufen soll abgesehen 
werden, da dieselbe sich aus <leiii gegebenen Schema leicht 
entwickeln läßt, und ihre konstruktive Ausbildung nach Ferlig- 
steilung eines Modells an anderer Stelle beschrieben werden soll. 

In einem im Elektrütechnischen Verein gehaltenen Vor- 
trag beschreibt Feussner*) einen auf seinen Vorschlag von 
Siemens & Ualske ausgeführten mehrstufigen Nebenschluß- 
widerstand, welcher auf der bekannten Anordnung des Ayrton» 
sehen Universalshunts*) beruht. Diese Anordnung, welche vor 
der angegebenen den Vorteil größerer Einfachheit zu haben 
scheint, da sie nur eine Kontaktbttrste erfordert, veruräacbt 
jedoch nach einer mir vo?] Hrn. Benecke, Chefingenieur der 
Weston E. I. Co. freundlichst gemachten Mitteilung infolge der 
Ungleichheit der an den Abzweigungspunkten vom Hanptkreis 
sum Instrument liegenden Materialien so große Thermoeffekte, 
daß hierdurch Aussehlftge Uber einen großen Teil der Skala 
entstehen sollen. 

Bei der oben angegebenen Anordnung tritt diese Schwierig- 
keit nicht auf, wenn alle Abzweigungen aus relatiT dflnnen, an 



IJ K. Feussoer, Eiektrotecbn. /^titdcbr. 25. p. 115. 1904. 
2) W. Ayrton, Bleetrieten t2. p. 687. 1894. 



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144 



den Widerstandsblechen selbst angelöteten Drähten desselben 
Materials hergestellt werden. Diese Art der Abzweigung ist 
schon durch die theoretische Forderung f^r die genaue Ab- 
gleichung geboten, wonach ja die Zoleitiiiigmderstäude (w" 
und to'") möglichst gleich groß sein sollen. Sie bietet aber 
auch eine nicht zu unterschätzende Erleicbtening der Ab- 
gleiohongsarbeity da die Starkstromwiderstände nur annähernd 
hergestellt zu sein brauchen und die definitive Abgleiohuog 
darauf durch Binldeminen des blanken Ablmtungadrabtes er- 
folgen kann. 

Eb mag noch auf die besondere E^pinng der Methode 
cur üntersuchung von Leitangematerialien hingewiesen neiden, 
deren Leit&higkeit bekanntlich nach technischer Gepflogen* 
heit in Prozenten der LeitAhigkeit des leinen Eupfore ans» 
gedrflckt wird. Fttr derartige Prflfnngen wird man nur einen 
aus reinem Kupfer bestehenden NebenschluBeats und lleßdraht 
bei bestimmter Temperatur abaugleichen haben, um das Reeul- 
tat ohne praktnch in Betracht kommenden Temperatureinfluß 
zu erhalten* 

Zur experimentellen Prüfung der Methode wurde ein Doppel- 
meßdraht von 1 Ohm G^amtwiderstand hergestellt, dessen 

beide Kontaktschlitten in der schon beschriebenen Weise zwang- 
läufig miteinander verbunden waren. Da noch kein Spulen- 
dilferentialgalvanometer zur Verfügung stand, wurden die 
Messungen zu störungsfreier Nachtzeit mit einem gewöhnlichen 
Differentialgalvanometer von Hartmaun & Braun ausgeführt, 
dessen einzelne Spulensysteme ca. 150 Ohm besaßen. Die 
Empfindliciikeit betrug 1,8.10-^Amp. 

Zur Prüfung auf die Genauigkeit der Messung durc h Ver- 
gleich mit der direkten Methode von Kohlrausch sollte auf 
die Skalenmitte einmal ohne und einmal mit Nebenschluß ein- 
gestellt werden. Dies war mit Hilfe zweier mit Quecksilber- 
kontaktbügeln versehener Paare von Normalwiderständen mit 
den nominellen Beträgen 1 und 0,1 Ohm in folgender Weise 
SU erreichen. 

Der Doppelmeßdraht und NebenschluB wurden um einen 
so riel größeren Betrag als 1 bez. 0,1 Ohm abgeglichen, daß 
ihnen ein größerer Widerstand parallel geschaltet werden mußte, 
um sie nach der ursprünglichen Kohlrauschsohen Methode 



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JDtffere näa b m Aod« zur Meutmff kkmer WiderHände, 145 



mit den Nonnal widerständen von 1 bez. 0,1 Ohm vergleichen 
zn können. Die sehr kleinen Difierensen der nominell gleichen 
Normalwidentftnde bedingen hierbei verediieden große Neben- 
schlaftwiderBUinde. Werden nun die beiden gleich großen 
NormalwiderBtftnde einander parallel geschaltet^ so kann gemftß 
einer wegen der Kleinheit des üntenchiedee der Normalvider- 
sOnde leicht dnrchfthrbaren Rechnung der Nebenschluß so 
eingeetellt werden, daß der Widerstand der Kombination genau 
gleich dem arithmetischen Mittel der vorher am Ende des 
Meßdrahtes nach Kohlrausch Tcrglichenen Einzelwiderst&nde 
ist Wird dies sowohl mit l-ohmigen wie mit 0,1 -ohmigen 
Widerständen aosgeflihrt, so muß die Einstellung der Doppel« 
schleifkontftkte auf den Meßdrfthten in beiden FftUen auf die* 
selben Skalenteile erfolgen, nftmlich diejenige, welche den halben 
Widerstand des Meßdrahtes begrenzen. 

Ks ergab sich so bei einer Messung mit zwei Wider- 
ständen von je 1 Ohm die Einstellung in der Mitte der Meß- 
dräbte, gemessen als Samme der auf beiden abgelesenen Skalen- 
teile, zu 10Ü0,0j, bei der gleichen Messung mit 0,1 Ohm zu 
1000,Oo. 

Dieselbe Beobachtung-^roilie wurde einige Wochen später 
nochmals durchgeführt, wobei jedt^li die Abzweigungen der 
Differentialsysteme nicht an die Klemmen der Meßdrähte selbst, 
sondern an die mit diesen durch zwei Kupferbügel verbundenen 
Schienen des verwendeten Nebenschlußsatzes gelegt waren. Die 
dem halben Widei stund zwischen diesen Punkten entsprechen- 
den Einstellungen, die danach nur unter sich, jedoch nicht mit 
den oben gegebenen yerglichen werden können , ergaben sich 
so etwas größer, zu lOOO.Sj und 1000,2,. 

Nach der Beschaffenheit der Holzskala und der aus Kupfer« 
blech gebogenen Schneiden konnte eine bessere Übereinstimmung 
der Ablesungen nicht erwartet werden. 

Die genauen Elinstelinngeu wurden natttrlich durch Inter* 
polation gewonnen. 

Als Beispiel für die Art der Beobachtung bei der an- 
gewandten Methode seien die Daten flUr die Abgieichung des 
MeBdrahtes durch Nebenschluß gegen einen Normalwiderstand 
von 0,1 Ohm herausgegriffen. Die erste Zeile der folgenden 
Tabelle enth&lt den Widerstand der Nebenschlüsse, die zur 

Awutea aar Vhj^ IT. Folg«. 16. 10 



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146 



ü, Mauirath, 



Interpolation des abgleichenden Nebenschlusses dienten, die 
Ziffern der zweiten bezeichnen die beiden Stellangen des 
Kommutoton, die dritte Zeile gibt die sugehörigeD Aiuschl&ge. 

7,T Ohm Ohm 7,7 Ohm 

1. 8. 1. 1. 2. 1. 1. 2. 1. 

•f8,l -5^ +8,5 4-0,8 -8,0 +0,0 +8,4 -6,8 +8,4 

Aus diesen Ausschlägen wurde fUr jede Schaltung getrennt 
der Widerstand interpoliert, welcher den Ausschlag 0 ergeben 
hfttte und aus den beiden Werten das Mittel genommen. In 
gleicher Weise wird man natürlich vorgehen, wenn eine Messung 
mit HOfe der frfther empfohlenen Interpolationswiderstibids 
ansgefthrt wird. 

Die Stromst&rke betrug bei den AusseUSgen obiger Tabelle 
1 Amp., was einer Belastung der MeBwiderstinde mit 0,1 Walt 
entspricht Da die hundertfaudie Belastung zulftssig ist, ergibt 
sich, daß die Metbode im allgemeinen mittels eines Zeiger* 
differentialgalTaaometers mit gleicher Genauigkeit wie bei dieser 
Messung ausgeführt werden kann. 

Schliefilich sei noch eine Prfifung auf den ESnfluß erheb- 
licher Abweichungen tou der theoretisch geforderten Gleich- 
heit der Widerstände w" und w'" angegeben. 

Der Meßdraht war mit einem Nebenschluß von ^99 Ohm 
versehen, der Vergleichs widerstand betrug ca. 0.005 Ohm, die 
Einstellung erfolgte also ungetahr in der Milte der Drähte. 
Darauf wurde das Verbindungsstück der Schleifkontakte ent- 
fernt, und die letzteren so eingestellt, daß die auf beiden 
Drähten abgegriffenen Längen um ca. 5 Proz. verschieden 
waren. Ihre Summe betrug 1003,3^ mm. 

Die Interpolation zweier bei gleichen Meßdrahtlängen aus- 
geführten Messungen auf demselben Vergleichswiderstand ent- 
sprechende Meßdrahteinstellungen ergab dagegen 1003,1^ mw- 
Der Fehler kann daher auch bei erheblich größerer Ungleich- 
heit der Drahtstücke, als sie bei praktisclicn Messungen vor- 
kommen wird, unter ähnlichen Verhältnissen vernachlässigt 
werden. Bei kleinerem Widerstand der Galvanometerspulen 
könnte allerdings, wie schon erwähnt, ein größerer Fehler ent- 
stehen. 

Es mag noch darauf hingewiesen werden, daß eine Uber- 



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Differentialmetkode zur Messung kleiner H iderstünde. 147 

tragnDg derHetbode auf WeolisebtrommessttDgen keineSchwierig* 
keiten bietet. Als Srsats f&r das Differentialgalvanometer hat 
sich luerbei das wirbelstromfreie Spiegeldynamometer von 
Siemens & Halske bewährt, dessen bewegliche Spule an 
einen im Hauptstromkreis befindlichen Widerstand angeschlossen 
wurde. Bei Messungen an Elementen werden den Differential- 
systemen und der Stromquelle nach Analogie der N ernst sehen 
Methode Kondensutoren yorgeschaltet. Die bei derartigen 
Messungen nötigen Abgleichungen und Vorsichtsmaßregeln sollen 
mit einigen Anwendungen dieser Methode im Zusammeahang 
behandelt werden. 

Hrn. Hofrat Prof. E. Arnold bin ich für die Gewährung 
der angewandten, teils neu beschafften Hilfsmittel zu großem 
Dauke Terpiiichtet 

(Eiog^ingOB t. Denmber 1904.) 



10 



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148 



10. Vber die transversaien galnanomagneHaehen 
und ihermomagneUaehen Xlffekte in vers^Meäenen 

Metallen; von M* Zahn. 



In einer früheren Arbeit*) über diesen Gegenstand hatte 

ich die transversalen Effekte, die in ihrer Gesamtheit vorlier 
nur bei Wismut, Aiitiiuoii und Tellur bekannt waren, auch 
bei Eisen, Nickel und Kobalt nachweisen um! messen können. 
Es hatte sich ferner gezeigt, daß auch bei Kupfer, bei dem 
man früher nur den Halletiekt und den thermomagnetischen 
Potent i:ileffekt kannte, der thermomagnetische Teniperatur- 
efiekt mit Sicherheit erlialten werden konnte. Dies ver- 
anlaßte mich, eine weitere Reihe von Metallen und Legierungen 
in dieser Richtung zu untersuchen; von besonderem Interesse 
war e< mir dabei zu sehen, ob die in meiner ersten Abhand- 
lung aufgestellte Vor/eicbenregei^'), nämlicli daß die Koeftizienten 
des Hall- und thermomagnetischen Temperatureffektes // und S 
stets gleiches, die des thermomagnetischen Potential- und gal- 
vanomagnetischeu Temperatureii'ektes Q und F stets entgegen* 
gesetztes Vorzeichen aufweisen, auch bei anderen Metallen 
gültii: bleibt. Wie ich schon in einer zu meiner früheren Ab- 
handlung nachträglich zugefügten Anmerkung erwähnt habe, 
hat sich in der Tat die Vorzeichenregel fQr R und S bestätigt 
gefunden; für Q und P konnte ich es nur fUr Stahl zeigen, 
da P bei den anderen Metallen nicht nachweisbar war. Der 
Umstand, daß der galvanomagnetiscbe Temperatureffekt, der 
prinzipiell doch wohl vorhanden sein muß, so klein ist, daß 
er sich der Messung entzieht, bewirkt nattürlich, daß die nach- 
stehend mitgeteilten Besultate zur quantitativen Prftfung einer 
Theorie nicht ausreichen; immerhin dürfte die Kenntnis der 
Größenordnung von einigem Interesse sein. 



1) U. Zahn, Ann. d. Phjt. Ii. p. 886. 1904. 

2) H. Zahn, 1. c. p. 927. 



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GahwwmapneHtehe und Aermamoffnetiteke Effekte eie, 149 

Die von mir untersuchten Materialien waren die Metalle 
Iridium, Palladium, Platin, Kupfer. Silber, Zink, dieliegierangen 
Messing und Neusilber sowie Stahl. Von diesen waren die 
drei Platinmetalle ^ chemisch rein, die übrigen waren Handels- 
bleche. Die Versnchsanordnnng war im wesentlichen dieselbe 
wie bei der ersten Untersnchnng; ein kleiner Unterschied war 
dadnrdi bedingt, daß znr Erreidinng eines größeren Tempe- 
ratnrgefSlles bei der Messung der thermomagnelischen Effekte 
die Platten am einen Ende mit Wasaerdampf erhitat, am 
anderen mit Eis gekohlt wurden. Infolgedessen mußte eine 
etwas anders gebaute Zinkkassette Verwendung finden ab die 
L c. p. 894 beschriebene, indem hier das obere ESude der Platte 
an ein großes EflhlgeflUS geschraubt war; auch sonst waren 
ttooh einige kleine Verbesserungen angebracht, die ich aber, 
weil das Prinzip nicht berührend, hier übergehe. 

Da bei den meisten der erwähnten Metalle der Halleffekt 
schon bekannt war und es daher mehr auf die Messung der 
thcrmomagnetischen EtTekte ankam, wurden die Hedingungeii 
so getroffen, daß sich diese möglichst gut beobachten ließeji, 
d. h. die Platten durften nicht zu dünn gewählt werden. Hier- 
durch wurden zwar die Verhältnisse ungünstig für die Messung 
der galvaiionuignetischen Effekte; da aber, wie frühere Ver- 
suche') an sehr dünnen Platten ergeben hatten, der galvano- 
magnetische Temperatureffekt doch nicht nachzuweisen war, 
so schien es in erster Linie geboten, die Bedingungen für die 
thermomagnetischen Wirkungen vorteilhaft zu gestalten. 

Was die in meiner ersten Arbeit nii'^führlich besproclienen 
Korrektionsgrößen betritft, so wurden dieselben, soweit über- 
haupt möglich, auch hier angebracht; natürlich konnte in An- 
betracht der durch die Kleinheit der Effekte bedingten Tiel 
geringeren Meßgenanigkeit an Stelle der Berechnung eine an- 
genäherte Taxiemng treten. Da außer bei Stahl P überhaupt 
nicht auffindbar war, so entfiel damit die 1. c. p. 905 berech- 
nete Korrektion Ton R\ hingegen worde die entsprechende 
Korrektion an Q angebracht Der 1. c p. 901 abgeleitete 

1) Die Metalle Iridium, Palladium. Platin hatte mir die Firma 
W. C. Her äuS) Hftu&u, mit daakeDs werter LiebeDswurdigkeit leihwei8€ 
snr VerfBguiig g«at«llt 

2) H. Zahn, L & p. 889. 



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150 



Korrektioiisfaktor i/; für die Temperatiireffekte wurde für 8 
bestimmt, natürlich nur HTigeiiähert ; es zeigte eine Überschlags- 
rechnung, d&ü für die dünneren Iridium- und Palladiumplatten 
eine VermehmDg des unkorrigierten Wertes um etwa 7— 8 Proz. 
geboten war, i&r die dickeren Iridium- und Palladium-, sowie 
für die Platin- und Stahlplatte eine eolcbe von etwa 2 Proz., 
für die Zinkplatte eine solche von ca. 1 Proz., während für 
die sehr gut leitenden Metalle Kupfer und Silber die Korrektion 
Tdllig entfiel. Die so korrigierten Größen aind dann ab- 
gerundet angegeben. 

ZusanuneuBtellung der verschiedenen Effekte für die 

einzelnen Metalle. 

Die nachstehend mitgeteilten Reraltate besiehen sich für 
desk Halleffekt auf eine mittlere Flattentemperatnr Ton etwa 120^, 
für die thermomagnetiechen Effekte auf eine solche von etwa 60^ 
Bei sftmtlichen Platten, auch bei Stahl, hatten sich die KoeC6- 
zienten innerhalb der Beobachtungsfehler als unabhftngig von 
der Feldstftrke^) ergeben. Ich setze auch hier, wie in der 
ersten Abhandlang *) ftbr die einseinen Effekte kleine Zeich« 
nungen bei, welche für eine bestimmte Feld- und Stromricfatung 
das Auftreten der TransTersalerscheinungcn durch die Be- 
zeichnungen 4-, — , U7 (warm), k (kalt) dartun. 

I. Iridium. 

^ — ^ ' C '-'~ 

Platte I. Breite ß = 2,043 cm, Dicke d = 0,0897 cm, 
Thermokraft gegen Cu-Draht 6» = + 0,92 Mikrovolt 
Ä- + 4,02.10-* ö- + ca.6.10-« 5- + 6,5.l0-». 

Piaita II. ß « %jm cm, d - 0,0094 cm, e « + 0^58 MikiOTolt 
Ä « + 8,64 . 10-* Q » + > 2 . 10-* 8^+4,1. lO""«. 

I) Infolge der Kleinheit der Wirkungen konnte ich nur mit hohm 
Feldstärken arbeiten; dieielbea lagen swinehen 6000 m&cl 11080 aMutn 
Einheiten. 

S) I. c. p. 910. 



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Cfahanomayngiuehe und thmwmaffnetitehe Sfikie ete» 151 



II. Palladium. 

^gfe 

Platte L ^ -> S,0fi4 em, d » 0,0418 cm, B^- MikiovoU. 
Ä--«,91.10r^ 1,27.10-* 5- -8,8. 10-». 

Platte IL 2,048 em, ^ « O^OllO em, 9 - - 0,44 Mikrovolt 
11,12.10-* <?--<V5t.lO-* Ä-- 1,8.10"*. 

Für R fanden v. Ettingsiiaiisen und Nornst*) den Wert 
R ^ ^ 11,5. 10~^. der sehr gut mit dem Yon mir für Platte II 
gefundenen ftbereiostimmt. Der Wert für Platte I ist viel 
kleiner, hingegen ergaben sieh die thermomagnetiflchen Effekte 
bei dieeer Platte nahe doppelt so grofi als bei II. Die starken 
Unterschiede hier wie auch bei Iridium können wohl nur auf 
ungleiche Struktur und Härte der einselnen Platten surOok- 
gefthrt werden. Allerdings spricht gegen diese £<rkÜkruiig der 
Umstand, daß das LeitrermOgen') der Platten Tom gleichen 
Ifetall nahezu das n&mliche war. 

m. Platin. 

B - 8,088 em, 8 - 0,0887 cm, 8 «> - 8,28 UUuroTolt. 
J? 1- - 1,27 . ICr* Q nicht nachweisbar 5 - - 2,1 . lO"*. 

T. Ettingshausen und Nernst*) fimden, ebenso wie Hall, 
s — 2,4 . 10-*. Dieser Wert weicht stark Ton dem Ton mir 
bestimmten ab. Mein Platin war anscheinend sehr hart, woftr 
auch der hohe spezifische Widerstand spricht^ den ich bei 20^ 
so 0,146.10"* bestimmte. 



1) A. y. Ettingshausen u. W. Norust, Sitsungsber. d. k. Akad. 
d. WiMenseb. sa Wien 84. p. 802. 1888. 

2) Bs waren die tpenfiaclien Widciatfnde bei 20* 

für Iridium Platte I 9 » 0,0808. 10-* Platte II 9 « 0,0808 . 10-* 
„ Paliadinm „ l 9-0,818 .10-* „ II 9 » (^87 .10"* 

8) A. V. Ettingchancen and W. Ncrnst, I. e. 



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152 



ly. Knpf«r. 



Jt 




ß » 2,002 cm, ö - 0,0502 cm, 6> = + l,üö Mikrovolt. 
4^8.10-* 2,7.10-* iS - - 2S,2 . lO-». 



7? ist nach v. Ettingsbausen und Kernst = — 5,2.10~S 
welchem Wert auch mein früher für reines Kupfer bestimmter 
sehr nahe kommt. ^) Nernst*) fand = + ().9 . 10-*. Diese 
Abweichung der Werte für Q ist um so auÜallender, als ich 
frtlher bei dem reinen Kupfer Q nicht einmal mit Sicherheit 
nachweisen konnte. Auch S ist hier größer als bei reinem 
Kupfer (6= -14. 10-8). 

V. Silber. 

ß «= 1,996 cm, ö = 0,0205 cm, ö = - 0,13 Mikrovolt 
Ä - - 8,97 . 10-* g - + 4,8 . 10-* 5 - - 40,4 . 10-». 

Der Wert von B stimmt ^ut mit dem v. Ettingshausen und 
Kernst (7? = — 8,G . K)-^] übercin. Hingegen ist der von 
Kernst gefundene Wert ^ = 0,40. 10"* etwa zehnmal klemer 
als der meinige. 

VL Zink. 

ß - 1,900 en, ö » 0^0672 cm, ^ - - 0,28 Bfikrovolt 
12-4-10,4.10-« Q- + 2,4,10-* 5-+12,0.10-» 

Nach V. Ettingshausen und Kernst ist Ä « + 8,2 . 10~*. 
nach Kernst Q= 4-0,54.10-*; also auch hier ist die Ab- 
weichang der Zahlenwerte von Q viel größer als die der M, 

1) L e. p. 926. 

2) W. Kernst, Wied. Ann. 81. i». 773. 1887. 



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GahfamamoffmeiiMeh« und tiumumognOuehe Effeld» «Ic. 153 



VU. StahL 




' Q): — ^ " G r— 

^ » 8,005 en, a - 0,0540 en, ^ - - 9,58 Hikrorolt 
Jt» + 188,6. iO~^ P»-.«,T.10^« ^-+16,6.10-* iS- +68,7.10-«. 

?. Ettingshansen und Kernst hatten J2 « +175. 10~^; 
Nernst Q — +7,1.10~* gefunden, eine in Anbetracht des wenig 
definierten Materials verhältnismäßig gute Übereinstimmung. 

VUI. Hessing. 

Die Wirkiingen waren so klein, daß nnr eben das Vor^ 
leichen bestimmt werden konnte: Q+; ^— » also wie 

bei Kupfer. 

IX. Neusilber. 
Effekte ebenüalls sehr klein; nur R meßbar — — 5,4.!0~^;^) 
aaeh bd den übrigen ü^ekten ist der Sinn der gleiche wie 
bei Enpfer. 

Die Betrachtimg der Torstehenden Werte seigt, daß in 
der Tat die Vorseichenregel f&r R und B für alle nnter- 
sachten tfeteUe bestehen bleibt Ich gebe nim die Reihen- 
folge der in beiden Abhandlangen antersnchton Platten der 
Größe der Koeffizienten nach geordnet anter Berücksichtigung 
des Voneichens. Die Stellung des Ton mir nicht ontersachten 
Tellurs ergibt sieh aas einer Arbeit von Lloyd.') 





R 


B 


B 




S 








Bi 


I - 


BI T - 


Cu I») 




Pt 




Zn + 


Zn + 


Bi 


11 - 


Bi III - 


Neusilber 




Cu I«) 




Co + 


Co + 


Ni 


II - 


Ni U- 


Co II») 




Pd II 




Fe + 


Fe + 


Ni 


1 - 


Ag - 


Pt 




Neusilber 




Stahl + 


Stahl + 


Pd 




Pd I- 






Mflssing 




Sb + 


Sb 


Ag 




Ni I- 


Ir It 


+ 


Ir n 


+ 


Biin-i* 


Bi 11 + 


Pd 


I- 


Ca n«)- 


Ir I 


+ 


Ir I 


+ 


T« + 


Ts 



1) Nach V. Ettingshausen und Nernst ist Ä»— 5,8.10 *. 

2) M. G. Lloyd, Sill. Journ. 12. p. 57. 1901. 

1^ Ifit Cn I lutbe idi die in meiner vorigen, mit Ca II die in der 
foriisgODdea AxlMit ontemielite KnpÜBrpIttte beaeielmet 



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164 



JST. SSakn, Gahanomoffiuiue/le eie. 



Der ParalleUsmiis ist kein vollständiger; zumal bei den Metallen 
mit kleinen negativen EoeMsienten ist die Reihenfolge eine 
recht Terschiedene. Wenn man aber bedenkt , daß eben bei 
diesen die absoluten Werte von"^ 3 teiiweiee nar wenig Ton- 
einander Terechieden sind, so könnte man geneigt sein, die 
Abweicbongen wenigstens zum Teil dem Eiinfliisae von kleinen, 
nicht erkannten Beobaohtungsfehleni zuzuschreiben« Doch ist 
diese Annahme gar nicht nötig; denn es können diese Ver- 
schiebungen sehr wohl durch die verschiedenen Temperaturen, 
fftr die die Beihen gelten, 20^ ftr die Reihe der J^, ca. 50* 
f&r die kleinen Werte tou 8, erkl&rt werden. Es bleiben also 
als den Parallelismus wirkliob störende Glieder die schon er- 
wähnten >) Platten Bill und Bim übrig. Für diese kann die 
vorstehende Erklftrungsweise nicht angenommen werden, da ftr 
dieselben die Temperaturkoeffizienten mit hinreichender Ge- 
nauigkeit bestimmt werden konnten. 

Auffallend ist, daß Iridium ein anderes Vorzeichen für B 
und S aufweist als die beiden anderen Metalle der Platin- 
gruppe; es ist dies ein Anulügou zu dem Verhalten von Nickel, 
das ebenfalls ein anderes Vorzeichen für R und 6' hat als die 
ihm sonst in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften 
nahestehenden Metalle Kobalt und Eisen. 

Gießen, Piiysik. Inst d. Universität, November 1904. 

l) 1. c p. 927. 

(BiagegMigaa Sl. November 1904.) 



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155 



11. Übet' die verallgemeinerte AuffaHming einer 
Formel der kinetischen Gaatheorie; 
von Mmil JBose* 



Die präziseste Darlegung der Sätze der kinetischen Gas- 
theorie hat jedenfalls Boltzmann in seinen vorzüglichen Vor- 
lesungen über Gastbeorie gegeben. Es sei daher gestattet, 
an seine Darstellung anzuknüpfen, um eine Frage zu bebaiidoln, 
deren Stellung mir zur Zeit besonderes Interesse zu haben 
scheint. 

In der kinetischen Theorie bat man es in erster Linie 
zu tan mit der Energie der fortschreitenden Bewegung der 
Mokek≤ diese sei für eine Masse k des Gases und dQ^ 
bezeichne daher wie bei Boltzmann den Zuwachs, welchen 
die Energie erfährt, falls die Temperatur des Gases xmdl 
steigt Id zweiter Linie wird bei der Temperatursteigemng 
des Gases im allgemeinen die iniramoleknlare Bewegung ver- 
mehrt werden. Diese Energie, bezogen anf dieselbe Menge k 
des Gases, bezeichnen wir mit nnd demgemftB wird im 
Einklang mit Boltzmanns Bezeichnnngsweise dQ^ deijenige 
Zuwachs der Eneigie der intramoleknlaren Bewegung, welcher 
einer Temperatnrsteigemng der Gasmasse rm dT entspricht. 
Dabei sind stets die Atome als yöUig unTOiibiderliche Icngel- 
fi^nnige Massen anzusehen, denen sonst keinerlei spezielle 
Eigenschaften zugeschrieben werden. Fttr den Fall, daß die 
Molekel nur ans einem Atome besteht, folgt, daß dQ^ = 0 ist, 
weil keine gegenseitigen Bewegungen verschiedener Atome in 
der Molekel möglich sind. Es wird alsdann das Verhältnis 
der spezifischen Wärmen, für das sich die Formel: 



* 

ergeben hat, wegen ^ = 0 in bekannter Weise zu 1,666, eine 
Folgerung, die sich mit den Tatsachen im Einklang befindet^ 
indem Gbse, ftr welche man aus chemischen Gründen Ein- 



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156 



£. Mose, 



atomigkeit anzunehmen geneigt ist, tatsächlich diesen be- 
stimmten Wert für y^Ji\, besitzen. 

Es ist nun in neuester Zeit durch die Erscheinungon der 
Badioaktivität und ihre Deutung die Auffassung nahogekgt 
worden, daß den Atomen als solchen noch ein gewisser £üergie- 
inhait zukommen kann. Es erhebt sich daher die Frage, ob 
ein solcher Energieinhalt mit der kinetischen Gastheorie Ter* 
einbar ist und unter welchen Bedingungen? Ich möchte nun 
in wenig Worten zeigen, daß der Annahme einer Atomenergie 
Ton beliebter Größe von Reiten der kinetischen Theorie nichts 
im W^e steht, daß^vielmelir die einzige Bedingung, welche 
für die Atomenergie 'angenommen werden muß, durchaus im 
Einklang steht mit dem, was man zahlenmäßig über die Atom- 
energie bei den radioakÜTen Substanzen in Erfahrung gebracht 
hat Diese Bedingung ist nftmlichf daß die Atomenergien un- 
abhängig Ton der Temperatur sind. 

Habe ich eine Menge k von einem Oas, dessen MolekOle 
ans . je n Atomen bestehen, dann kann ich mir die Masse k 
zusammengesetzt denken aus n Massen bis A^, zu denen je 
die betreffenden Mengen Atomenergie Q^^ bis Q^^ gehören. 
Dann ergibt sich die Gesamtenergie der Oasmenge k zu 

Das erste Glied stellt die gesamte Energie der fortschreitenden 
Bewegung der MolekQlscfawerpunkte dar, das zweite die ge- 
samte intramolekulare Bewegung, und das dritte die Summe 
aller Atomenergien. 

Nehmen wir an, daß die Atomenergien unabhängig 
Ton der Temperatur sind, so liefern diese keinen Beitrag zu 
der Energiemenge, welche erforderlich ist, um die Temperatur 
der Gasmenge um dT z\x steigern. Es wird demnach: 

und damit bleiben alle weiteren Betrachtungen ganz so wie 
bisher, d. h. ich kann bezfiglich der spezifischen Wärmen die 
Rechnung genau so wetierfähren, wie das im Boltzm annseben 
Werke geschieht. 

Insbesondere ergibt sich für einatomige Gase: 



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Auffassung einer Formel der kinetischen Gastheurie. 157 



d. Il ee wird alle zngeftkbrte Energie vax Steigerung der Mole<- 
knlargeechwindigkeit verbraucht, was also sn rplr„= ^>^^^ 
fthrt 

Bisher hatte man bei der Behandlnog der kinetischen 
Gasiheorie keine Veranlassung^ in dieser Weise die Betrachtungen 

zn Terallgemeinem , da man keinerlei Manifestationen einer 
den Atomen als solchen zukommenden Energiemenge kannte. 

man iiunniehr aber in den Erscheinungen der Radioaktivität 
vielleicht Vorgänge vor sich bat, bei denen wegen des Zer- 
falles von Atomen der in ihnen enthaltene Energievorrat in 
Erscheinung tritt, dürfte es nicht ohne Interesse sein, auf 
diese Verallgemeinerung hinzuweisen. Die Bedingung för die 
Übereinstimmung der Folgerungen der in diesem Punkte ver- 
allgemeinerten kinetischen Theorie mit denen der bisherigen 
Form der Theorie ist lediglich die Unabhängigkeit der Atom- 
energie von der Temperatur. Diese Bedingung scheint in der 
Tat bei den radioaktiven Erscheinnnpen durchaus erfüllt zu 
sein, da diese sich ceteris paribus als völlig von der Tem- 
peratur unabhängig erweisen. Speziell erfolgt der Zerfall der 
Emanation des Radiums (die aller Wahrscheinlichkeit nach 
übrigens ein einatomiges Gas ist [Bamsaj und Soddy], so daß 
man hier gerade einen bemerkenswert ein£achen Fall hat) in 
sehr weiten Grenzen völlig unabhängig von der Temperatur, 
nämlich bei —180^ genau so schnell wie bei Zimmertemperatur 
und wie bei -t-450°. Ich habe schon an anderer Stelle gezeigt, daß 
diese Unabhängigkeit der ZerfaUsgeschwindigkeit von der Tem- 
peratur') direkt als Beweis dafür, angesehen werden kann, daß 
die Atomenergie keinen Temperaturkoeffisienten besitzt Daß 
es sich bei diesem Vorgange nicht um eine chemische Reaktion 
im gewöhnlichen Sinne handeln kann, geht aus derselben experi- 
mentellen Tatsache hervor, denn alle ehemUchen Reaktionen, 
welche man kennt, hängen in sehr hohem Grade von der 
Temperatur ab.") 

Die Folgerung der kinetischen Theorie, daß ein C^as nur 
dann als Verb&ltnis der beiden spezifischen W&rmen den 
Wert 1,666 haben kann, wenn es einatomig ist, werden wir. 

1) E. Boso. Physiknl. Zoitschr. T». p. 731. 1904. 

2) Vgl. J. 11. van' l iiof t, V orlesungen I, Chemische Dynamik p.22ü. 



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168 



j?. Bote. 



dahin einschränken müssen, daß außerdem noch erforderlich 
isty daß die Atomenergie des Gases nicht mit der Temperatur 
variiert. Faßt man die Atomenergien mit der übrigen intra- 
molekularen Energie zusammen in einen Begriff der »^i^neren 
£nergie des MolektÜes** und trägt diese innere Energie Q| als 
Ordinate aof, die Eneigie der fortschreitenden Bewegung ^ 
dagegen als Abszisse (beide etwa auf die Jfasseneinheit be- 
aogen), so erh&It man eine sehr einfache Darstellang der Eneigie- 
yerhUtnisse durch folgende Zeichnungen. 

Fig. 1 stellt allgemein einen beliebigen Verlauf der ge> 
samten inneren ifinergie in ihrer Abhängigkeit von der Energie 




Fig. 1. Fig. 2. 



der fortschreitenden Bewegung und damit von der dieser pro* 
portionalen absoluten Temperatur dar. In jedem einseinen 
Punkte der Kurve gibt der Quotient dQ^jdQ^ den zu der 
betreffenden Temperatur gehörigen Wert von fl, das im all- 
gemeinen mit der Temperatur variieren wird. 

Fig. 2 gibt die /?-Eurve für die zwei ein&chsten Fllle, 
nftmlich für die ein- und die zweiatomigen idealen Oase. Ich 
nenne die Kurve Kurve, weil ihr DifferentialquotieDt in 



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Ävffatmmp emtr ßormel <Ur hxnettMchen Oatiheorie, 159 

jedem Punkte gleich dem betreffenden ß ist. FtLr einatomige 
Gase ist stets /^«O, die ß-Karre wird also 211 einer geraden 
Linie parallel der Abszissenadise. Der konstante Abstand ist 
gerade gleich der Atomenergie der Masseneinheit. Für swei* 
atomige Gase hat sich experimentell eben&lls ß unabhängig 
TOD der Temperatnr ergeben, und swar hat ß fftr alle zwei- 
atomigen Gase sehr nahe den Wert */^. Die ß-Kune wird 
also in diesem Falle eben&Us nahezu eine Gerade, die aber 
unter der Neigung ansteigt und auf der Ordinatenachse 
gerade die Strecke 2Q^ oder Q^^ + Qat abschneidet, je nach- 
dem das zweiatomige Qm aus swei gleichen oder zwei yer- 
schiedenen Atomen besteht 

Für alle Gase mit mehr als zwei Atomen im Molekttl 
ergeben sich Werte ron ß größer als '/j, also /9-Kurven, welche 
noch steiler verlaufen als die für zweiatomige Gase, über die 
wir sonst aber nichts Allgemeines aussagen können, da über 
die Abhängigkeit von ß von der Temperatur wenig bekannt ist. 

(Efaigcgtogea 28. Kovember 19(M.) 



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160 



12. FlüBHge Misch- und acMchtkrMaUef 
von O. Lehmann* 



Seit Erscheinen meines Buches über flüssige Kristalle^) 
ist bereits wieder eine neue Substanz entdeckt worden, welche 
in einer flüssig - kristallinischen Modiflkation auftritt, das 
p»Mstkoxy^nzaldazin oder Anüaidazuu £ine nAhere Unter- 
suchung auf elektrischem Wege wurde von den Herren Bredig 
und y. Schnkowsky^ ausgeführt. Hr. Dr. Fransen, welcher 
das Präparat dargestellt hat, hatte die Freundlichkeit, mir 
eine Probe zuzusenden, an welcher loh konstatieren konnte, 
daß die Eigenschalten im wesentlichen dieselben sind, wie bei 
p-Azozjanisol und den anderen frfiher untersuchten StofEien. 

Sehr merkwürdige Erscheinungen, wie sie bei andersn 
Präparaten bisher nicht beobachtet wurden, fand ich aber bei 
Mischungen dieser neuen Substanz mit Mtikoxyzimtsäure, 

Wurden zun&chst (unter Zusatz einer Spur Kolophonium 
als Lösungsmittel) flüssige Kristalle der letzteren Substanz 
hergestellt und nun in wachsendem Ha6e Anisaldazin zugesetzt, 
indes so, daß immer noch ein betrilchtlicher Überschuß tod 
Methoxyzimts&ure vorhanden war, so yerminderte sich die 
Doppelbrechung derart, daß auch relativ dicke Kristall tropfen 
nicht weiß oder gelblich, sondern m prächtigen Interterenz- 
farben erschienen. Die Drehung der Polarisatiüusebeiie, d. h. 
der Winkel, um welchen der Analysator gedreht werden mußte, 
um die hlaÜgrauon Kreuze oder hyperbolischen Büschel in ent- 
sprechende schwarze Figuren zu verwandeln, wurde immer ge- 
ringer und schließlich unmerklich. 

Bei <1ie<em Mischung-^verliältnis , d. Ii. wenn die Tropfen 
zwischen gekreuzten Nicols vollkommen schwarze Kreuze zeigen, 

1) 0. Lehmann, Flüssige Kristalle. Leipzig, W. Engclmaiui, 1904. 

2) Vgl. 6. Bredig a. O. y. Schukowskj, Ber. d. Deutsch, diea. 
Ges. 87. p. 8419. 1904. 



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m$tlge Aßteh' wui Sehkhtknsktlh, 161 



beobachtet man nirn eine merkwfirdige plötslicbe Umwandlung 
der KristaUtropfbn, wellte ihrer änfieren Brscheuinng naob 
sebr an den plötdiohen Übergang eines festen kristallisierten 
Körpers in eine dimorphe Modifikation erinnert 

Ohne erkennbaren ftoßeren Anlaß schlägt nftmlieh pl5ta- 
lich bald bei diesem, bald bei jcDem Tropfen die Interferenz- 
farbe in eme andere nm» während die sehwanen Xreuse^ 
Bflsehel oder Binder nahesn nn?er&ndert erhalten bleiben. 
Beispielsweise können alle Tropfen im Gesichtsfelde rote oder 
grüue Interferenzfarbe zeigen und plötzlich wird eiaer der 
Tropfen weiß oder gelb, dann ein zweiter, dritter u. s. f., bis 
alle weiü, bez. gelb erscheinen. 

Kbenso wie bei enantiotroper oder monotroper Umwand* 
lung wird der Umschlag begünstigt, wenn ein noch nicht um- 
gewandelter Tropfen mit einem umgewandelten in Berührung 
kv)mmt. Zunächst erfolgt der Umschlag der Farbe und dann 
tl\eBen beide Tropfen zusammen, wobei sich zu^i^leich ergibt, 
daß die umgewandelten Tropfen weniger beweglich sind als 
die ursprünglichen, insofern sie gewissermaßen am Glase zu 
haften scheinen. Beim zufälligen Hindurchwandern einer Luft- 
blase kann man sich leicht davon Ubenengeo, daß sie nooh 
ebenso flttssig sind wie jene. 

Bei etwas grftfierem Gehalt der Mischung an Methoiy- 
ximts&ure ist die Umwandlung trftger. Es kann Torkommen, 
daB beim Znsanunenfliefien eines unverftnderten und eines um- 
gewandelten Tropfens die beiden Hälften ihre Terschiedene 
Färbung behalten, oder daB nur ein kleiner Teil eines Tropfens 
die Umwandlung erleidet Die Umgrenzung des Terftnderten 
Teiles ist dann sehr unregelniftBig und l&Bt ähnlich den Hauch- 
figuren alle Inhomogenitäten derGlasoberfiäche dentlidi herror* 
treten. 

In manchen Fällen ist ene i^'arbenäuderuug weniger uuf- 
lallig, beispielsweise gehen hellgrüne Tropfen in dunkelgrüne 
über, oder in solche, welche violette und blaugrüne Felder 
aufweisen.') Die nähere Untersuchung mittels des Spektral- 

\} Die letztere Encheinung, daß die durch die schwarzen Bäuder 
getrennten Felder der Tropfen yertchiedene Fsrbe bsbe&f kommt smb 
bei den anTerftiKlerten Tropfen vor und erkUbt sich dadnreb, daß in 
Aasaleo S« F^yaik. IT. fUgtL 16w 11 



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162 



0. Zthmann, 



Okulars^) bat eigeben, daß bei der Umwandlang die Inter- 
ferenz&rbe stete (sprungweise) in eine solohe tob erkeiUek 
nkdrifferer Ordnung flbergeht 

Dasselbe l&ßt siob erkennen ans der Farbe der Ätefigaren, 
welche sich beim Erhitaen flach gedrAcktor Tropfen^ bis snr 
Auflösung bilden. Dieselben sind meist kreisnind nnd setgsn 
bei den ursprünglichen Tropfen (der an der betreffmden Stelle 
gegen das Zentrmn hin abnehmenden Dicke der doppelt- 
brechenden Hasse entsprechend) farbige Ringe Ähnlich den 
Newton sehen Ringen. Bei den umgewandelten Tropfen zeigen 
Ätzfiguren von gleicher Tiefe wohl eine Änderung der Farbe 
vom Rande gegen die Mitte, aber keine Ringe, die Doppel- 
brechung muß somit wesentlich geringer sein. 

Auch bei Beobachtung in gewöhnlichem Licht kann man 
die Umwandlung erkennen, wenn auch nur schwierig. Die 
umgewandelten Stellen erscheinen gewissermaßen als Ver- 
tiefungen, da der mittlere Brechungsquotient daselbst ge- 
ringer ist. 

In der Regel folgt auf die erste Umwandlang alsbald eine 
zweite. Die Tropfen werden ebenso plötslich, wie sie suTor 

eiiMD aolcben lYopfen UolekfllflebiehteD Tenehiadener Orientieniig Qber- 
einanderlicgen , so daB» & B. in der entoa Hiraptlige, iwel QuAdranten 

Additions-, <iie anderen Bnbtraktionsfarben zeif^en kSnnen. 

1) Bei der Vergänglichkeit der Objekte kouutc die bekannte Kou- 
strtiktion nicht angewendet werden. Ich habe mir deshalb speziell fflr 
diesen Zweck ein besonderea Spektralokular hcrgeatellt, bei welchem in 
die Bildebene iwtaehen den beiden Unsen eeitlieb dne Mefeallplatte mit 
Spalt eingeaehoben werden kann, welche mit dem Priamenajatem ver- 
bunden iat, und zwar so, daß nach Abgrenzung eines Streifens von den 
zu untersuchenden Objekte durcli den Spalt eine kleine Drehung an 
einem Cirirt' genügt, sofort das Priamensystem in richtiger Lage zum 
Spalt über daH Okular zu bringen. Verschiebt man dann die Platte, so 
kann man Meht di« Ändenmgen daa Spektmms beobachten, während 
der Spalt «ber alle im Geaiehtrfeld befindliche Olsfekte hi^gfriRUirt wird 
und dabei durch TOrObeigehende Rückdrehun^; dea Priamenijatema und 
geringe, ebenfalls momentan durch einen Griff zu bewirkende Erweiterung 
de.-< Spaltes jeweils kouatatieren, welchem Objekt daa beobachtete Spektrum 
augetiürt. 

2) Bei freischwebenden Tropfen sind Atztiguren selbstverst&ndiich 
unmOgKeh. Über die UrBaehe der letaleren alehe 0. Leb mann, Mole* 
knlarphjaik, Leipaig, W. Engelmann 1888, Bd. I, p. 498. 



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Itu$iig€ Müek' und SekiekArüiaäe. 



108 



ikre Farbe ftoderteiiy Tollkommen (bis auf die Äußerste Band» 
«me) iehwan, d. h. einfach brechend. 

Bei Beobaditoog in gewöhnlichem Licht macht sich auch 
dieeeümvandlnng darch Venninderang des Brechungsquotienten 
feilend, die betreffanden Stellen erscheinen noch stftrfcer ver- 
tieft als diejenigen, welche nur ihre Farbe geändert haben. 
Auch dnrch diese zwischen gekreuzten Nieds schwarz er- 
scheinenden Massen bewegt sich eine Luftblase ebenso leicht 
wie durch die ursprÜDgliche flüssig -kristallinische Substanz. 
Die Doppelbrechung der Randzonen und die bei Verscliiebung 
des Deckglases auftretende Doppelbrechung beweist. düB die- 
selbe ebenfalls tiüssig-kristalliiiisch, und zwar optisch emachsig 
ist. Ähnlich wie in anderen Fällen, z. B. bei ölsanrem Ammoniak, 
stellen sieb die optischen Achsen der Moleküle senkrecht zu 
den Glasflächen.*) 

Böckum Wandlung durch Wiedererhitzen des Präparates 
Ist im allgemeinen möglich, doch nicht immer. Häutig lösen 
sich die flüssig-kristallinischen Massen unter Bildung zahlreicher 
immer größer werdender Atzfiguren, welche schließlich in Be- 
rührung kommen, und infolge der bunten Farben und zierlich 
gewundenen schwarzen Bänder einen außerordentlich prächtigen 
Anblick gewähren. Die Bilder erinnern einigermaßen an die 
Farbenerscheinungen, welche rasch gekühlte Gläser zwischen 
gekreuzten Nicols zeigen, sind aber weit komplizierter und 
schöner als diese und wechseln infolge der Temperatur- 
eehwankungen beständig wie die Bilder eines Kaleidoskops. 

Die Ätsfiguren an den schwarzen Stellen sind weiße Kreise 
mit schwarzem Exeuz, welche täuschend Sphärokristallen ähn* 
lieh sehen. 

Was nun die Ursache der eigentümlichen Umbildungen 
anbelangt, so könnte man bei oberflächlicher Betrachtung an 
die Existenz von zwei oder drei flitosig-kristallinischen Modi« 
fikationen denken, von welchen die optisch einachsige die 
stabilste wäre, wenigstens bei relativ niedriger Temperatur. 



1) Vielleicht sind die Moleküle etwa ansgedeliiiti' BlÄttchen zu 
denken, welche durch die AdHorptionskrult L'cnötiijt werden, sich in 
paralleler Stellung an die Glastiächcn auzulagern, wodurch dann auch 
die Richtung dar ttbi^en Molekttle bestimmt wiid. 

11» 



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164 



0. Ztkmmm, 



Dieser Annahine widerspricht aber, daß keine „Aii&efaniiiga> 
erscheiiiiiiigeii" zu beobachten sind, welche eine Ändening der 
LOtliehkeit beweisen würden, die stets mit enantiotroper oder 
monotroper Umwandlung verbunden ist Die Erscheinnngen, 
weiche man bei stetiger Ändemng des Mischnngsveihiltttisses 
beobachtoti weisen Tiefanehr darauf hin, daß die fifissig^kristalli* 
nischen Modifikationen beider Substanzen nur in he»ehrä»klm 
Maße misehbar sind, daß sich also Mischungen von wenig 
Anisaldazin mit viel Methoiyzimtsfture und solche Ton fiel 
Anisaldasin mit wenig Methozyzimtsiure bUden können. Wird 
zunächst nur wenig Anisaldazin sugemischt, so bilden sich 
ausschließlieh Eristalltropfen der ersteren Art Sobald aber 
der maximale Gebalt überschritten wird, bilden sich bei fort- 
schreitender Abkühlung Mischungen der zweiten Art, die sich 
aber nicht als selbständige Tropfen ausscheiden, sondern als 
di/rnie Haut auf der Obertläche der zuerst entstandenen Kristall- 
tropfen (Schichtkristalle). Da nun bekanntlich die ganze Struktur 
eines Kristalltroj)fen8 bedingt ist durch die Anordnung der 
Moleküle auf der Obertläche, so muß durch diesen Uberzug die 
ganze Struktur der Tropfen geändert werden und damit auch 
die Lichtbrechung, d. h. die Interferenzfarbe. 

Das Schwarzwerden der Tropfen zwischen gekreuzten Nicols 
tritt vermutlich dann ein, wenn der Überzug so dick geworden 
ist, daÜ nicht mehr Kräfte, die sich durch Znsammen wirken 
der Kräfte beider Substanzen ergeben, sondern lediglich dio 
Kräfte an der Obertläche der Mischungen zweiter Art maÜ- 
gebend sind. In der Tat treten Tropfen, welche relativ viel 
Anisaldazin enthalten, Ton anfaog an als schwarze Tropfen 
mit hellem Rande auf. 

>Iit Rücksicht auf die oben erwähnte verminderte Be- 
weglichkeit der Tropfen mit verminderter Doppelbrechung 
könnte man auch vermuten, daß die Verminderung der Doppel- 
brechung daher rührt, daß die Tropfen auf einer Seite, d. h. 
entweder unten oder oben am Glase» adhftrieren, also in 
der unteren bes. oberen H&lfte Parallelfichtung der mole- 
kularen Blättchen mit dem Olase eintritt und die Doppel- 
brechung nur noch durch die andere Hftlfte veranlafit wird. 
Das Schwarzwerden der Tropfen wSie dann darauf zurück- 
zuführen, dafi auch auf der zweiten Seite Benetzung des Ohises 



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FSitrige Misek'^ und Schkhtkristalk* 



165 



«rfolgt, somit Mich die sweite Hftlfte des Tropfens einfach 
brechend wird* 

Über ein gewisses Maß darf der Zusatz von Anisaldazin 
aieht gesteigert werdeD, da dann die Tr&pfchen sehr klein und 
unregelmäßig werden. Gleichseitig erfolgt dann eine Aus- 
scheidung von Eristallnadeln, welche darauf hinweist, daß die 
beiden Stoffe sich ftberhaupt nicht unTerftndert mischen, sondern 
gleichzeitig chemisch aufeinander einwirken. 

Karlsruhe, 24. iSovember 19U4. 

(Eingigaiigtii 26. Novamber 1904.) 



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166 



13. iJöer iien Zustand der nt etallischcH Lösungen; 

von Jm Uronn» 



Die von Richard Zsigmoiidy ^) zum Teil allein, zum 
Teil mit einigen Mitarbeitern und in Gemeinschaft mit dem 
Institnte Zeiss- Abbe-Schott unternommenen Untersuchungen 
über Farbenveränderungen der kolloidalen Goldlösungen sind 
nicht nur geeignet ihren nächstliegemleu Zweck — die Klä- 
rung der theoretisch wie technisch wichtigen Frage über die 
Färbung von Gläsern — außerordentlich zu fördern, sondern 
geben, nach Ansicht des Verfassers, den Schlüssel zum Ver- 
8t&adnis einer Reihe von Erscheioangen, die auf einem gaox 
anderen Gebiete liegen. 

W. Weyl^ machte gelegentlich seiner Versuche, metalli- 
sches Ammoniam zu erhalten, die Beobachtung, daß ver- 
flüssigtes wasserfreies Ammoniak metallisches Kalium wie 
Natrium auflöst. Wird über diese Metalle Ammoniakgas in 
der Kälte oder bei gewöhnlicher Temperatur im Faraday- 
sehen Rohr verfittssigt, so beginnen die If etallkttgelehen sofort 
anzuschwellen, zugleich zeigen sich an der Oberfl&che der 
Metallkugeln von innen heraustretende, die Ozydsehicht gleich* 
sam durchbrechende kleine silberweiße Kttgelchen, die nach 
und nach die ganze Oberfläche bedecken, dann ein schwach 
messinggelbes Aussehen annehmen und zuletzt zu einer metall- 
glänzenden kupferroten FlQssigkeit zerfließen. Bei senkrecht 
auffallendem Licht erscheint die ToUkommen undurchsichtige 
metallglänzende Flüssigkeit intensiT kupferrot, manchmal auch 
purpurrot, bei sehr schief auffallendem Lichte jedoch messiug- 
gelb und ins OrOnliche spielend. Schließlich fügt noch Weyl, 
der diesen Vorgang eingehend schildert, zu, daß sehr dttone, 
an den Glaswanduugen der Röhre adhärierende Schichten 
beim durchfallenden vollen Tageslichte intensiv blau erscheinen. 



1) K. Zsiguiondy, Liebiga Ann. 301. p. 29. 1898; 1. c p. 361; 
F. Kirchner u. R. Zsigmondj. Ann. d. Phys. 16. p. 578. 1904. 

2) W. Weyl, Pogg. Ano. ItL p. «Ol. 1864. 



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167 



Beim Verdansten oder Beabsorption des Ammoniaks erhält man 
das vollkommen silberweiße MetaU zurück, wodurch die Innen- 
fläche des Glasrohres wie mit einem Silberspiegel übersogen 
eradieiiit. Weyl versachte niin auch andere Metalle im ver- 
flüssigten Ammoniak aufzulösen, und da dieses ihm durch 
direkte Behandlung der Metalle mit dem Lösungsmittel nicht 
gelang, benntste er den indirekten Weg der doppelten Um- 
setzungen. Eine Reihe ?on Metallchloriden sind im verflüssigten 
Ammoniak löslich und nun behandelte Weyl^) diese Lösungen 
mit kupferroter Natriumammoniuml6sung. Unter Beibehaltung 
eines starken MetallgUuizes ging die kupferrote Farbe der 
liOsung zuerst ins Rubinrot, dann naeh und nach in ein metall* 
gl&nzendes Tiefblau Uber. So wurden Lösungen Ton Hary um, 
Quecksilber, Kupfer und Zink (bei Zink wurde statt des 
Chlorides das im verflassigten Ammoniak ebenfoUs löslidie 
Zinkoxyd genommen) erhalten, die alle im G^egensatz zu den 
kupierr<7ten Natrium* und Ealiumlösungen tiefblau waren. In 
der HoÖuuug, auf gleichem Wege auch zu metallischem Am- 
monium zu gelangen, versetzte Weyl das im Yerfiflssigten 
Ammoniak gelöste Natrium mit Ammoniumchlorid, und in der 
Tat ging die kupferrote Färbung zuerst in die eine dunkle 
Bronze über und nahm nach Verlauf einer Stunde unter Bei- 
behaltung von starkem Metallglanz eine stahlblaue Farbe an, 
die jedoch nach und nach zuerst ihren Metallglanz verlor und 
dann nach einigen Stunden sich gänzlich entfärbte. Diesen 
Farbenumschlag in Blau wußte Weyl sich nicht anders als 
durch die Annahme /,u erklären, daö derselbe durch die Ent- 
stehung einer neuen Lösung eines Metalles — nämlich des 
Ammoniums selbst — hervorgerufen worden ist; da aber die 
Lösung des Ammoniums wahrscheinlich sehr zersetzlich ist, 
so verschwand mit fortschreitender Zersetzung der Ammonium- 
lösnng die blaue Farbe. Im ganzen spielten sich dabei nach 
Auffassung Ton Wey! folgende zwei Ee&ktioneu ab: 

T. NH.NA -f NH4OI - NsCl + NH« + NH, 

II. 2NH4 - 2NHg + H,. 

In der Tat entwich beim Offiien des Rohres mit der farblosen 

1) W. Weylf P<igg- Ann. 12S. p. 858. 1864. 



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168 



FlüRsigkeit eine der Gleichang (II) eotsprechende Menge freien 

Wasserstoffs. 

Dieser AufßMSun^ von Weyl widersprach Charles A. 
Seely*), der einen Teil der Versuche von Weyl wiederholt 
zu haben scheint und auch Lithium mit verflüssigtem Am- 
moniak behandelte. Nach Seely läßt sich der Farben* 
nmecblag der LOsnngen TOn Bot in Blau auf rein optische 
Erscheinungen, die mit keinerlei chemischen Vorgängen ver- 
knüpft zu sein brauchen, sarOckfthren und die AlkalimetaUe 
geben mit verflüssigtem Ammoniak ganz gewöhnliche Lösungen, 
die, wenn konzentriert, im aufliUlenden Licht rot und im 
durchfallenden Licht tic^lau erscheinen; bei VerdOnnung der 
Lösung tritt ein Farbenumschlag in Blau ein. Seely konnte 
sich berechtigt sehen, diese Behauptung aufzustellen, da Weyl 
tats&chlich die Entstehung der blauen F&rbung nur bei der, 
wenn auch unbeabsichtigten, VerdOnnung der ursprOnglichen 
kupferroten Lösung beobachtete und beiden — W«yl wie 
Seely — jeder Grund zur Annahme fehlte, daß da die Ver- 
dflnnung nicht mit reinen Lösungsmitteln, sondern in Gegen- 
wart von Elektrolyten stattfand, in diesen letzteren die Ur- 
sache des Farbenumschlages zu suchen war. 

üb Seely wirkliche Verdünnungsversuehe mit vertlüssifr- 
tein Ammoniak durchgeführt hat, erscheint sehr fraglich , viei- 
mehr ist Grund vorhanden, anzunehmen, daß Seely seiuen 
ganzen Beweis auf einen Vereleich dieser Metalllösungen mit 
Lösungen der im trocknen oder kristallisierteu Zustande eben- 
falls metallglänzenden Farbstoffe, wie z. H. Anilinfarben, 
Berliner Blau, Indigokarniin etc. aufbaute und die Wirkung 
der V-'erdlinnung nur an einer alkoholisclien Lösung von Anilin- 
blau, welche im konzentrierten Zustande rot, bei Verdünnung 
mit Alkohol aber blau gefärbt w;ir, beobachtete. 

Die späteren Arbeiten^) von Moissan (mit Calcium, 

1) Ch. A. Seely, Ckendcal News 88. p, le». 1671 und S4. p. S83. 

1871. 

2) Von einem genauen Lit> r;iturt);u li weis muß hier wegen dcMon 
Ausdehnuug Abstand gcuoiumeu wenleu und diesbezüglich auf eiuc uiitor 
der Pke«e im Verlage von Jul. Springer aieh l»efiadende Schrift def 
Verftmecn» „Verflitaigtes Ammoniak ala LSmingsmittel** verwiefleii werden. 
Hier nur erwShnt, daß die Arbeiten der hier in BeCraeht kommenden 



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&uiand der meiulUtektn Loiungtn. 



169 



Litbinm, Caesium und Bnbidram), sowie von Guntz und 
Mentrel (mit Baiynrn) zeigten , daß waflser&eies verflüssigtee 
Ammoniak ancb mit diesen Metallen aasnahmsloa tiefrote 
(mordor^ = goldkftfefferbige) LOsnngen gibt» Der scheinbare 
Widersprach zwischen diesen einwandsfreien Beobachtungen 
und denjenigen Ton Wejl, dem die Lösung von fiaiyum im 
▼erflttssigten Ammoniak blau erschien» Iftßt sich nun auf Grund 
der Beobaehtungen Ton Zsigmondy^, daß auch bei roten 
kolloidalen Ghihilösnngen ein Zusatz yon CUomatrium oder 
Ton anderen Elektrolyten genügt, um den Farbenumschlag ins 
Blau zu bewirken, ungezwungen erkl&ren: Weyl erhielt näm- 
lich seine blauen Lösungen stets bei Vorhandensein oder unter 
gleichzeitiger Bildung von Elektrolyten wie Natriumchlorid oder 
(bei Versuchen mit Zink) Natriumoxyd. 

Uber die 1" i'^ge, ob die Metalle im verflüssigten Airimoniak 
als solche sich darin gelöst befinden oder ob sie nicht viel- 
mehr mit dem Lösungsmittel wahre chemische Verbindungen 
▼on der Zusammensetzung (NHgNajg bez. CafNHg)^, die im 
überschüssigen verflüssigten Ammoniak gelöst bleiben, ein- 
gehen, wurde namentlich seitens Joannis viel gearbeitet. Die 
französischen Chemiker stimmen mit Weyl in der Meinung 
überein, daß es sich hier um wahre MetallammouiumTerbin- 
dungen handelt, die Physiküchemiker (Bakhuis-Roozeboom, 
Franklin und Kraus) neigen mehr zur Auffassung von Seely 
von einfachen Lösungen der im übrigen unverändert ^gebliebenen 
Metalle. Diese Frage kann aber bei Erörterung über den 
Zustand der metallischen Lösungen deshalb übergangen werden, 
weil es verhältnismäßig Ton geringem Belang ist, ob man mit 
ammoniakalischen Lösungen der einüachen Metalle (K, Na. Ba 
etc.) oder mit gleichen Lösungen „zusanmiengesetzter'^ Radikale 
(NH3K),, (NHgNR)^, (i5Hg)oBa etc., deren Metallcharakter und 
Metalleigenschaften Ton keiner Seite in Abrede gestellt werden, 
in rechnen hat. 

Durch die dem Veriasser als zutreffend erscheinende An- 



französischen Forscher (Joannis, Moissan, Guntz, Mentrel, Ascoli 
u. a.) io den letzten 15 Jabi^ftngeu des Comptc Rendu de racademie 
und die zahlreichen Arbeiten von Franklin und Kraus im American 
Cbeuical Journal, mit 1898 beginnend, enchienen aind. 
1) iL Zsigaiendy, LiebigB Aul 801« 29. 1898. 



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170 



J, Bramu 



nähme, daß die Metalle oder die Metallammoniamverbindiingeii 
durch verflüssigtes Ammoniak in den kolloidalen Zastand über- 
geführt werden, wird nicht nur der Farbenumschlag und das 
Verhalten der Lösungen g€g«n £lektrolyte, sondern auch ihr 
Verhalten dem elektrischen Strom gegenüber, das bis jetst als 
eine Art Unikom betrachtet wurde, anigekl&rt 

Cady^), welcher der erste war, der sich mit der elek- 
trischen LeitOhigkeit des yerflttssigten Ammoniaks sowie der 
darin gelösten Salze nnd Metalle befaßte, machte die übe^ 
raschende Wahrnehmung, dafi wfthrend dem die LeitfiUiigkeit 
der im TerflUssigten Ammoniak aufgelteten Salie keinerlei 
Anomalien bot, die LOsnngen der Metalle sich dem elek- 
trischen Strom gegenttber ganz wie metallische Leiter ver- 
hielten: sie zeigten sehr hohe molekulare LettlUngkeit^ die mit 
wachsender Konzentration zunahm, und wiesen wfthiend des 
Stromdurchganges keinerlei Polarisationserscheinungen auf; 
der Temperaturkoeffisient der elektrischen LeitCfthigkeit erwies 
sich jedoch als ein positiver. Diese Versuche wurden dann 
unter weitgehender Verfeinerung der Versuchsanordnung Ton 
¥ r u 11 k 1 1 n und K r a u s ' mehrmiils wicMlerholt , wobei die 
von Cady gefundenen inelir qualitativen Ergebnisse bestätigt 
und mit viel größeiei Genauigkeit bestimmt wurden. Wie die 
Letztgenannten noch besonders hervorheben, sind während 
des Stromdurcligaii^es durdi die Losung von Natrium im ver- 
tiiissigten Ammoniak keinerlei Veränderungen wahrzunehmen. 
Nur wenn man mit verdünnten Lösungen arbeitet, beobachtet 
man die Bildung von blauen Wolken um die Elektroden 
herum. Nach der vorläufigen Mitteilung von Ascoli^ über 
elektrische Osmose im verflüssigten Ammoniak wandert die 
blaue 1^ lüssigkeit durch eine Scheidewand aus poröser Ton- 
erde im Sinne des Stromes. In diesem Verhalten besteht, 
soweit bis jetzt festgestellt werden konnte, der einzige bis jetxt 
beobachtete, aber wahrscheinlich auch bloB scheinbare Unter- 
schied zwischen dem Verhalten der ammoniakalischen Ldsnngen 

Ii \V. G. Cady, Jourii. of Physical Chfinistry 1. p. 707. 1897; vgl. 
auÜerdein F. Frenze!, Zeitschr. f. Elektrocheui. 6. p. 477. 1900. 

%) £. C. Franklin u. C. A. Kraus, Amer. Chem. Joan. St* 
p. 906. 1900 ond ti. p. 88. 1800. 

8) M. Aseolt, ZeUaehr. f. Elekttoobein. 10. p. 84. 1804. 



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Zuband dmr nMtaBitekm Lotungen, 



171 



der Metalle und demjeDigen der wässerigen Goldlösungen, in 
denen nach Zsigmondy beim Stromdnrehgang das Gold in 
Form von schwarzem PnlTer mit der negativen £lektrizit&t 
wandert and sich an der positiTen Elektrode absetzt Dieser 
Unterschied ist nach der AofEusnng des Ver&ssers nur ein 
scheinbarer. Wie ans allen Beobachliingen berrorgeht» findet 
die Blanftrbnng der HetallammoninmlOsangen nnr wfthrend 
der Verdflnnnng der Lösnng oder dann statt, wenn ein Teil 
des gelösten Ketalles aas irgendeinem Grande aus der Lösung 
ansTOScheiden beginnt; wenn also wihrend des Stromdnrch- 
ganges in den Versnoben Ton As coli die Umgebung der 
oegaüfen Elektrode blau wnrde, so beweist dies, daß eine 
Abwanderung der Natrinmteilchen von der negatiren zur posi- 
tiTen Elektrode stattfindet ~ genan wie in dem Ton Zsig- 
mondy bei Goldlösnngen beobachteten Vorgange. Im ftbrigen 
ist die Richtung der Wanderung insofern von geringem Be- 
lang, als die „gelösten** Kolloide, wie bereits Bredig und 
andere \j gezeigt haben, mit einem elektrischen Potentialgefälle 
oder gegen dasselbe wandern. 

Das oben Ausgeführte berechtigt zu der Annahme, daß 
die Lösungen der Metalle im verflüssigten Ammoniak gewisser- 
maßen als vollkommene (ideale) kolloidale Lösungen zu be- 
trachten sind, da sie nicht nur gegen rheniisi he Kintiüsse viel 
beständiger als die bis jetzt bekannten kolloidalen Lösungen 
sind , sondern auch bei der Elektrolyse wohl einen Farben- 
umsclilag, aber keine Zersetzung erfahren. Auch die metallische 
Leitfähigkeit dieser Lösungen im verHüssigten Ammoniak wird 
darch den kolloidalen Zustand bedingt. 

Als recht beachtenswert verdient noch der Umstand hervor- 
- gehoben zu werden, daß wie die einen so die anderen dieser 
Lösungen das gleiche Verhalten gegen aaffallendes Licht — 
anabhängig ?on der Natur und Spektrum des aufgelösten Be- 
standteiles — aufweisen: Kaliam, Natrium, Caesiom, Lithium, 
Rabidiam, Calciam, Baryum in einem Falle und Ooid im 
anderen Falle ergeben das gleiche FarhenspieL 

Berlin-Wilmersdorf, Dezember 1904. 

1) G. Bredig, „Aoorganiscbc Fermente". Leipzig 1901. p. 12. 
(EiqgqgMigoii 9. Desember 1904.) 



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172 



14. Zm* Mrtige: Was bleibt in einem permanenten 

Muteten konstant? 

von M» Gans und IL JET. Weber» 



Diese Frage ist in neuerer Zeit wiederholt behandelt^] 
worden mit sehr verschiedenem Keeultat. Sie bietet für die 
Technik ein gewisses Interesse und es ist deshalb von Wichtig* 
keity sie theoretisch und experimentell klarzakgen. 

Im allgemeinsten Falle bleibt selbstverst&udlich in einem 
permanenten Magneten nichts konstant, denn durch Magneti* 
Bieren und Entmagnetisieren lassen sich alle magnetischen 
Größen, selbst die Permeabilit&t, Terftndem. 

Wir bescfarftnken uns deshalb auf so kleine FeldAndernngen, 
daß man von der Hysteresis absehen kann, und fragen also: 
Was bleibt in einem permanenten Magneten konstant, wenn 
der magnetische Widerstand im Bereiche seines Feldes (und 
damit das Feld selbst) Terftndert wird? 



Den magnetischen Widerstand definieren wir analog 
dem elektrischen in bekannter Weise. Ist / die lAnge einer 
Kraftrdhre im Innern eines Mediums V von der Permeabilit&t /*, 
7 der laufende Querschnitt, if« ein Längenelement der Kraft* 
rOhre, so ist der Widerstand des Volumens unseres Mediums i>, 
das von dieser Kraftröhre erfüllt ist: 



1) F. Emde, Llektrotecbu. Zeitschr. 2:^. p. 949. 1903; H.Weichsel, 
1. c 25« p. 84. 1904; B. Hiecke, 1. c p. 86 u. p. 206; M. KorndÖrfer» 
I.e. p. 101; J. Buseh, I.e. p. 118 n. p.809; H. Eichel, HsUeaeer Diteer- 
tation 1908. 



1. AUgemeina Deflnitionan. 




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Wat UeSU m mum permanenien Mapnsim kmttaiUf 178 



Der Widerstand für mehrere Krafferöhren, und damit tta 
einen ron Kraftlinien erfüllten Raam, setzt sich aus diesen 
EHementarwidersUtoden ebenso zusammen wie der elektrische 
Widerstand. Es ist also zur Kenntnis des Widerstandes die 
Kenntnis des Verlaufes der Kraftlinien erferderlich. ISinfaeh 
wird der Ausdruck nur» wenn ein homogenes Magnetfeld einen 
zylindrischen Raum paraUel der Achse durchsetzt Es ist dann 



wenn q den Querschnitt des Zylinders, / seine Länge bedeutet. 

O. Heaviside^) hat zur Darstellung der Vorgänge in 
permanenten Magneten eine konstante eingeprägte magnetische 
Kraft herangezogen. E. Cohn*) hat die wahre Magnetisierung, 
d. h. das magnetische Moment der Volumeneinheit als kon- 
stant gewählt. Daß diese beiden Annahmen auf dasselbe 
beranskommeui haben Abraham und Föppl^ vor kurzem 
erwähnt. 

Unter der wahren Magnetisierung verstehen wir das magne- 
tische Moment der Volumeneinheit, wenn der Magnet sich mit 
seinem Felde im Vakuum befindet. Darüber lagert sich die 
induzierte Magnetisierung, die auftritt, wenn die Permeabilität 
in der Umgebung sich ändert 

Die Magnetisierung/ steht mit dem magnetischen Momente 
in der Belation: 



£s ist also J ein Vektor» den wir uns, wie die Kraftlinien, 
durch Magnetisierungslinien dargestellt denken können. Im 
Innern eines Magneten verlaufen diese Linien im großen Ganzen 
Tom negatiTen Pol zum positiven. Im Außenraum gibt es 
keine Magnetisierungslinien. 

1) Vgl. z. B. H. A. Lorentz, Math. Enc. 5,2. Heft 1. p. 101. 

2) E. Cohn, Daa elektromaguetische Feld. Leipzig 19(W. 

3) M. Abraham u. A. Föppl, Theorie der Elektrizität 1. p. 389. 




1904. 



4) E. Cohn, L e. p. IW. 



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174 je. Omu V. RH. Weber. 

Wir wollen weit« eineii Vektor 

(2) -» = |r*M + / 

definieren, die Induktion*'. Dieser Vektor ist überall im 
Räume vorhanden. Er geht im Aulienraume von selbst in die 
magnetische Polarisation ^ M über; die Induktionslinien gehen 
im AuBenraum also in die Kraftlinien über. Die Induktions- 
linicn sind L'oschlossene Kurveu, wie die Strömongslimen eines 
elekthsckeu Stromes. 

2. Macnetomotorisohe Kraft eines Btablmagneten. 

Wir denken vnt eine Indukttonsröbre JaB und definieren 
die magnetomotorische Kraft dadnrchi daB der Indoktioos- 

flnß an einer beliebigen Stelle a, 
d.b. die Anzahl Induktion9linien(IQb 
die den Querschnitt hier dareh- 
setzen, gegeben sein soll durch: 

worin w der Widerstand der Krafi- 

a 

röhre Aa£ nach (1) ist. Es soll 
ebenso 

A 
B 

den inneren Widerstand bezeichnen. 7 ist der laufende Quer- 
schnitt dieser Röhre, die als unendUch dünn zu betrachten 
ist Also wird 




q.JS ist aber eine Konstante über die ganze Länge der 
Induktionsrdhre, somit folgt: 

B A 




A B 




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Wä» UM m ekum penuaunitn MtignUen komtemtf 175 

oder 

£^=a J ^d» (zu integrieren Uber eine geschlossene ^-Linie) 



(4) ~jM.d» + J-^d,, 



0 B 

denn außerhalb des Magneten ist /= 0. 

Das erste Integral verschwindet, wenn keine Ströme die 
Kraftröhre durchsetzen, h^s ist somit 



B 

A 



Man erkennt in unserer Definition der magnetomotorischen 
Kraft (3) die Analogie mit der elektromotorischen Kraft £, 
Es ist 

(5) 

0 

worin K nur an den Stellen auftritt, wo irgendwelche In- 
homogenität vorliegt. Es ist /E,c/«aaO, wenn kein ver- 
ftnderliohee Magnetfeld die Kmnre # durehsetst Dann ist also 

0 

Es folgt ans unseren Darlegungen: f^em dk PermmMUät 
deM SioAlmaffneten M den vorgenommenen VerSaidenmgen des 
äußeren Ifiderstandee ale konstant angeeehen werden darf^ so 
bedingt die Konstanz der Magnetisierung die Konstanz der 
magnetomotorisehen Kraft 

Wflrde anstatt (2) die Gleiebuog 

(2) -ö-Ai(M + ./) 

gelten, und die eingeprftgte Kraft / konstant sein, so wftre 



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176 



J?. Gans tu JR. K Witbtr. 



also in unserpn Ausfühmn^en überall fiJ anstatt J zu setzen. 
Dann würde die Konstaiu der magnetomot4)ri0Gheii Kraft anch 
bei Veriaderlichkeit Ton ß geltoo. 

8. Fexmaxieiiter SCa^etismus und die Itaxwellaoliaii 

Qleichungen. 

Kturz snsammenfasseD Iftßt sich das Vorige in den beiden 
MaxwelUchen Gleichnngen 



(6) c.rotM = ^ + -a. 

(7) -c.rotE«"!^. 
Hierin ist 

(8) il-l(E-iO (▼gl. (6)), 

(9) B^fitA-^J (vgl. (2)) 

oder 

(9') B~iA(tA + J) (vgl (20), 

(10) i>-<(E-jr). 



Genau so, wie sich aus (6) und (8) für stationäre Ströme das 
Ohm sehe Gesetz ergibt^), so ergibt sich dasselbe von uns ab- 
geleitete Aualogon (Gleichung (B) und (4)) aus (7) und (9) bez. (9'). 

4. Gibt es wahren KagnetisiBiief 

Nach Drude^) und anderen gil>t ea keinen wahren Magne- 
tismus, während Cohn') seine Kiiiliihrung für zulässig und 
zweckmäßig erklärt. H. A. Loren tz*j weist darauf hin, daß 
beide Annahmen identisch sind und sich nur formal unter- 
scheiden. 

Wir können nämlich M und E auf den linken Seiten Ton 
(6) und (7) durch (9') und (10) ^eliminieren und erhalten 

(6') c.rot(J-/)-|f + 

(7') _ -c.rot(^%A)=-|f. 

1) Vgl. E. Cohn, i. c p. 138. 

2) P. Drude, Pbjeik des Äthers, p. 5t. Stuttgart 1899. 
8) £. Cohn, L Cf Einldtang. 

4) H. A. Lorents, L e. p. 101. 



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Was hkSbi m nnem permanmUen Moffiuten kmuianif 177 



In (6') brauchen wir nnr £ durch /uM' su ersetzen, so 
haben wir 

(6") c.rot(M'-.0- + 

Hier w&re jetzt fiM' quellenfrei, dafür ist das Linienintegral 
fM,'ds nicht mehr Null, sondern gleich f^.ds, konstant 

0 0 

für eiueij permanenten Magneten. Diese Darstellung ist auch 
bei „Abraham und Föppl'* gewählt. Dort ist die ein- 
geprägte Krait — J mit bezeichnet. 

Die Analogie zwischen magnetomotorischer und elektro- 
motorischer Kraft tritt in den Maxwell sehen Gleichungen 
deutlich hervor. Physikalisch streng ist sie jedoch nicht. Die 
GröÜe A existiert nur an Stellen irgendwelcher Inhomogenität. 
Ein entsprechendes Glied beim Magnetismus ist unbekannt. 
Dafür tritt das Glied — ///u bez. — J auf, zu dem wir ein strenges 
Analogen im elektrischen Felde definieren könnten^ die ,^ek- 
trisiemng'^ Wir könnten dann entsprechend den Folgerungen 
dieses Abschnittes aber den wahren Magnetismus den Schluß 
ziehen: Es gibt keine wahre Elektrizität 

Die Einführung der Elektrisienmg geschieht nicht, weil 
im elektrischen Felde die Bedingung ^e = 0 für jedes Volumen- 
element nicht vorliegt, deren Analogon beim Magnetismus die 
Einführung der Magnetisierung wünschenswert macht 

Tübingen, im Oktober 1904. 

(Eingegangen 18. Desember 19U4.) 



am PHyatk. IT. Mgt. 16. 12 



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178 



15. Eorjpeyimentaiuntersuchungeti zur Fratje: Was 
bleibt in einem permanenten Magneten konstant* 

von Weber, 



Üm zu entscheiden, inwieweit in der Gleichung (3; die 
magnetumotorische Kraft als konstant angesehen werden darf, 
ist es zweckmäßig, einen geschlossenen magnetischen Kreis 
herzustellen derart, daß die Kraftlinien bez. Induktionslinien 
Kreislinien sinri. die einen ringförmigen Raum mit konstanter 
Dichte ertülleij. Behndet sich in diesem Rinpr ein Spalt, der 
so eng gegen den Querschnitt ist, daß er die Kraftlinienbahn 
nicht stört, imd nenDen wir deu Widerstand dieses Spaltes, 
80 ist 

wenn l die Breite des Spaltes ist Ist s ein dem Magnetfeld 
in diesem Spalt proportionaler Ausschlag eines Mefiapparates, 
so wird 

wenn wir die magnetomotorische Kraft als konstant ansehen 
dttrfen. 

Mapnetiteher Kreis, üm den magnetischen Kreis zu reali- 
sieren, habe ich einen halbkreisförmigen Magneten aus Remy« 
stahP) verwandt, an den sich zwei viertelkreisförmigc Kisen- 
stücke gleichen Durchmessers anschlössen. Es entstand so 
ein Kiu^, dessen Achse einen Kreis von 14 cm bildete. Der 
Durchmesser des Riiigquerschiiittcs betrug 3 cm. 

Die beiden viertelkreisförmigen Eisenstücke (Pfdschulie) 
ließen einen Spalt von 2 mm, den „Meßspalt" zwischen sich 
offen. Sie ruhten auf einem 28 cm hohen Holzrahmen, der 
auf einem eisernen Schlitten befestigt war. Der Stahlhalbkreis 
ruhte auf einem el)ensnlrhen Rahmen und Schlitten. Die 
Schlitten liefen — letzterer mit Mikrometerschraube verschieb* 

1) Au0 der Fabrik vod H. Remy in Hagen. 



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Miw bleibt m €»miii pmnantnteH Moffneien hontteaU^ 179 

bar — auf zwei Stahlschienen. Durch Verschieben der Schlitten 
konnte der Stahlmagnet von den beiden Polschuhen entfernt 
werden, so daß zwei variable Spalte entstanden. Bei den 
ersten Versuchen wurde die Breite dieser Spalte durch ab- 
geschliflfene und gut ausgemessene Messingplatten von ca. 0,5; 
1,0; 1,5; 2,0 mm Dicke variiert, oder durch 1, 2 und 3 auf- 
einander gelegte Objektträger von je 0,5 mm Dicke. Natürlich 
befand sich in beiden Spalten jeweils die gleiche Zwischenlage. 
Der Meßspalt blieb unverändert. Der Halbkreismagnet sowohl 
als die zwei PoUchuhe waren zwecks Magnetisierung mit einer 
einfachen Lage von Draht umwickelt. Während der Magne- 
tisierung war der ganze Eisenkern nach Möglichkeit geschlossen, 
die Windungen hintereinander geschaltet, so daß das magne* 
tisierende Feld ringförmig war. Dadurch sollte eine Streuung 
durch ungleichförmige Magnetisierung yermieden werden. 

Das Feld im Meßepalt betrug nach einer ungefiihren 
Messung bei geschlossenen Tariablen Spalten etwa 25 £inh. 
Die Magnetisierung war demnach weit von der S&ttigung eni- 
ÜBtnt In nächster Nachbarschaft des Meßspaltes betrog das 
Feld infolge der Streuung nur noch etwa 8 Proz. von dem im 
Spalte Durch diese Streuung wird jeweils ein unTermeidlioher 
Fehler hervorgebracht^ der jedoch nach diesen Angaben jeden- 
fidls keine die Tatsachen Überdeckende Wirkung ausüben kann. 

Das Feld im Meßspalt wurde auf dynamischem Wege 
mittels einer kleinen Spule gemessen, deren InduktionsstrOme 
nit einem bellistischen Galvanometer gemessen wurden. 

Hient^ung der MellepiQlen. 

Um den Spalt, in dem das Feld gemessen werden sollte, 
möglichst klein machen zu können, war es nötig, möglichst 
schmale Spulen bei {großer Windungszuhl herzustellen. Es 
mußte also von Wandungen, die die Spulenwindungen fest- 
hielten, abgesehen werden. Zu diesem Zweck wurden die 
Spulen fol^,'enderraaßen hergestellt 

Ein rundes Hartgummischeibchen von 15 mm lJurchmesser 
und 1,2 mm Dicke wurde zwischen zwei quadratische Glas- 
platten von 25 mm Seitenlange mit möglichst wenig Kolopho- 
niumkitt gekittet, so daß eine schmale Spule entstand, die 
mit 200 Windungen eines 0,01 mm dicken, fleischfarben om- 



180 



Ä. ü, H eber, 



sponnenen Drahtes (grüner ist eisenhaltig) bewickelt wurde. 
Der Anfang des Drahtes wurde wiederholt durch die späteren 
Windungen tiberwickelt, um ihm Halt zu verleihen. Ebenso 
wurde für eine Sicherung des Endes durch Uberwickeln gesorgt. 
Ein zur Feder zusammengebogener Blechstreifen schützte darauf 
die beiden Glasplatten vor dem Losgehen bei den folgenden 
Vorgängen. 

Tn eine Art weiten und dickwandigoii Probierglases wurde 
einige Zentimeter hoch Paraftin Hüssig eingefüllt, erstarren 
lassen, und darauf die Spule gelegt. Dieses Probierglas konnte 
an eine Luftpumpe mittels Schliff angesetzt werden. Es wurde 
bis auf einige Millimeter eTakuiert, und dann das Paraffin 
durch Erwärmen von außen wieder geschmolzen. (Es ist dabei 
nötig, durch mehrere Asbestblätter den Schliff vor dem lÖr- 
wärmen zu schützen.) Die Spirale sinkt in das Paraffin ein. 
Die Luft wird zutreten gelassen, und so durchtränkt sich die 
Spirale unter dem Luftdruck gründlich mit Paraffin. Aua 
dem noch flüsssigen Paraffin wird die Spirale herausgenommen, 
und die Glasplatten lassen sich, solange sie noch warm sind, 
leicht abstreifen. Man hat so eine sehr widerstandsfiUiige 
Spirale von 26 mm äuBeremi 15 mm innerem Durchmesser, 
1,2 mm Dicke, 200 Windungen und von oa. 27 Ohm Wider- 
stand. Sie wird snm weiteren Schutze in eine 25 mm weite 
runde Ausbohrung einer 1,2 mm dicken rechteckigen Hart- 
gummiplatte mit Paraffin eingefflgt. 

Die KeAvorEiohtung. 

Zwei Meßspulen waren in vertikaler Lage an den Enden 
eines zweiarmigen Hebels aus Messing befestigt, der sehr sorg- 
fältig gearbeitet unverrftckbar, also ohne Spiehniiim um «ine 
horizontale Achse drehbar war. Der Abstand der Spulen tob 
der Drehachse betrug 25 cm. Die beiden Spulen waren hinter- 
einander geschaltet und mit einem als ballistisches Instrument 
verwandten Du Bois-Rubensschcn Galvanometer verbuudeii 
(größtes Magnetsystem, Sclnvu.^ungsdauer ca. 14 Sek., vier 
Galvanometerrolleii a 20 Ohm paarweise hinter- und neben- 
einander geschaltet). Die Ebene, in der die Drehung des 
Meßapparates erfolgte, war ])arallel mit der Nordsüdrichtung, 
um Störungen durch das Erdfeld auszuschließen. 



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}ya$ bleibt in einem permanenten Magneten konstant? 181 



Die eine der beiden Spulen ruhte in dem Meßspalt aui 
der Holzunterlage der Polschuhe, so daß sie sich etwa in der 
Mitte dieses Spaltes befand. Durch Drehung des Hebels konnte 
sie aus dem Spalte herausgeschleudert werden. Die andere 
Spule diente dazu, eventuell das Feld des magnetischen Kreises 
bei einer bestimmten Stellung der variablen Spalten mit Hilfe 
eines anderen Magneten zu kompensieren, um so nur Diffe- 
renzen von Feldern zu messen. Vorerst wurde von dieser 
Spule kein Gebrauch gemacht. 

Die Emptindlichkeit dieser Meßvorrichtung betrug etwa 
20 Skt. Ausschlag pro Einheit des magnetischen Feldes, wobei 
Bruchteile Ton 1 Skt. noch gat ablesbar sind. 

Beobaohtnng^en. 
I. Objektträger als Zwüchenlage in den veränderlichen Spalten. 





/- 


9 » 


a 


0 


507,0 


h 


l,tR 


437,8 


0 


2,84 


393,4 


d 


3,495 


868,7 



/ bedeutet hierin die Summe der Dicken beider Spalte 
während einer Messung. .? ist der Mittelwert aus vier bis 
fünf Ablesungen der Ausschläge, die iui Maximum um ü,3 Proz. 
voneinander abwichen. Nach Gleichung (l) ergibt die Eli- 
mioation der unbekannten Konstanten aus drei Messungen: 

, 



Danarh i-^t die fol;i:endc Tabelle zusammengestellt: 



aus 1 berechnet 


statt 


OiÜerenz 


Fehler 
in Prot. 


Feld- 
änderuug 
in Pros. 


6, e. d 


8, e 492,7 
- 489,1 


m 507,0 
8,, - 487,8 


14,8 
8,7 


-8,89 
-1,99 


26 
20 



Der Fehler bedeutet die Abweichung des berechneten 
Wertes von dem gefundenen in Prozenten des letzteren. Die 



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182 M. ff. r^m 

letite Eoltunne enlJdUt die pmeatische ZanAhme des Feldes 
während der drei angewandten Beobachtongen gegen das 

kleinste, also ** ^ 100. Die erste Kolumoe (z. B. a, b, c) 

gibt die drei Beobachtungen an, ans denen die Resultate der 
folgenden gesogen sind. 



II. Measiiigplatten als Zwischenlage. 





/- 


a' 


a" 


« Mittel 


a 


0 


50S,6 


601,0 


608,8 


b 


1,000 


446,7 


444»0 


444y8 


6 


2,100 


408,4 


401,8 


40M 


d 


3,090 


374,4 


373,8 


374,1 


a 


8,980 j 864,0 


864,0 


864,0 



/ und s bedeuten wieder dasselbe , wie in Tab. 1. Die 
Dicke / der beiden Spalten ist in der letzten Dezimalen 
um etwa zwei Einheiten unsicher. Die Kolumnen sind 

zwei voneinander unabhängige Beobachtungsreiben, die erste 

mit zunehmenden, die zweite mit abnehmenden Spaltbreiten 
aufgenomuien. Jeder der in diesen beiden Kolumnen ent- 
haiteueu Werte ist wieder der Mittelwert aus etwa vier Beob- 
achtungen, die untereinander nur um wenige Promille ab- 
weichen. Die entspreclienden Werte dieser Kolumnen zeigen 
eine so gute Übereinstimmung, daß es überlUissig ist, die 
Resultate aus jeder einzelnen Kolumne zu berechnen. Ich 
habe daher gleich die den Mittelwerten s entsprecheodea 
Werte benutzt 



MW 


betedmet 


•tat* 


Differenz 


Fehirr 
in Proz. 






c 


s„ = 474. ü 


508 3 


38,7 


-6,62 1 






c 


5„ = 491,9 


508,3 


16,4 


-3,22 






ä 


«6 = 489,1 


444,8 


6,7 


-1,28 






e 


9« = 899,5 


402,4 


2,9 


-0,72 



Feld- 
Bd«nu _ 
iu Pros. 

4:<,r, 
2ö,3 
18,0 
18,7 



Die auftretenden Fehler in allen drei Beobachtungsreihen 
sind iwar bei kleinen Feldftndemngen Uein, aber in allen 
Fftllen grdßer als es der Genauigkeit der Messung entsprieht 



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Was Mbt m €inem permanmUeH Moffneim kanttanif 188 



Auch der regelm&flige Gang der Fehler mit abnehmender 
Feldftnderong seigti daß es rieh hier um eine prinzipielle Ab* 
weichnng, nicht um Beobachtangsfehler handelt Es zeigt sieh 
also: Das Feld nimmt bei Vermehnmg des magnetischen 
Widerstandes stftrker ab, ak es nach Gleidiung (1) xa er- 
warten irib^. 

F6lgende Möglidikeiten kennen dies Verhalten erUftren: 

1 . Die dnrch Spaltrergrößemng hervorgerofene Vermehnmg 
der Strenuug würde einen Fehler im gleichen Sinne bedingen. 
Siclierlich trSgt rie einen Teil zn diesem Fehler bei. 

2. Wir haben die Abh&ngigkeit des inneren Widerstandes 
im Magneten Tcn der Feldstftrke — infolge TerSaderüdien 
Wertes Ton ft — nicht berücksiditigi Der der Polrohnbe 
kummt kaum in Betracht. 

3. Die ma^'netomotorische Kraft ist nicht streng als kon- 
stant Hiizusehei). 

Sicherlieh aber können wir den Schiaü ziehen, daß die 
maguetomotorische Kraft bei kleinen Widerstandsänderungen 
als konstant anzusehen ist. Wenn mit der Widerstandsäiide- 
niiig eine Feldänderung von löProz. oder weniger verbunden 
ist, so beträgt die Abweichung der magnetomotorischen Kraft 
jedenfalls noch nicht 1 Proz. Kommt es auf geringere Ge- 
nauigkeit an, so dürfen wir auch noch weiter mit der Wider- 
standsänderuug gehen. Ob Gleichung (1) bei Berücksichtigung 
der Streuung und des inneren Widerstandes dann auch noch gilt, 
ist möglich, aber durch unsere Beobachtungen nicht bewiesen. 

Keinesfalls gilt die Konstanz des äußeren Kraftlinien- 
flusseSi d. h. der Gesamtzahl aller im Außenraum verlaufenden 
Kraftlinien (Linien ftit/), wie sie H. EicheP) vermutet. Wenig* 
stens ist bei ungesättigten Magneten diese Konstanz unzu- 
treffend. Sie würde eine Konstanz des Feldes im Mefispalt 
bedingen. 

Der gesamte Kraftlinien Huß, d. h. die Zahl aller, auch im 
Innenraum verlaufenden juilf- Linien dagegen ist der Theorie 
nach konstant, wenn die Magnetisierung / konstant ist, nicht 
aber, wenn die emgeprftgte Kraft ///a konstant ist 



1) H. Eiehelf Wu Udbt in einem pennaoenten Magneten per> 
MBent? HaUe-Witleiibeiger DiMertetion 1908. 



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184 ü» HthtTn 

IIL Meniugplatten als Zwischeulage. Meßspalt 2,5 Bm weit. 





Z BS 


9 ^ 


a 


0 


466,1 


b 


1,000 


410,2 


e 


8,100 


860,9 


d 


8,090 


844»9 


• 


8,080 


890,7 



aus 


berechnet 


Statt 


Differena 


FeUer 
in Fn». 


Feld- 
ändcrung 
in Pros. 


«, 


<?, 


« 


= 435,6 


465,1 


29,5 


-6,H 


42,8 




6, 


c 


s„ = 455,3 


465,1 


9,8 


-2,1 


25,7 




«» 


d 


8t, = 402,5 


410,2 


8,1 


-2,0 


18,9 






e 


Sc = 368,9 


369,9 


1,0 


-0,8 


18,6 



IV. Mettringplatten aU Zwischenlage. Meßspalt 4,5 mm breit. 





l = 


a =» 


a 


0 


804,5 


b 


1,000 


270,8 


e 


2,100 


245,9 


d 


3,090 


228,6 




8,980 


215,8 



Die 9 sind bier Mittelwerte aus einer größeren Ansabl 
TOD Beobachtnngen (etwa 8). 







bareokmet 


Statt 


Differsni 


1 

, Fehler 
1 in Proz. 


Feld- 
ftnderuDg 
in Prox. 


o, r. 


p 


= 291,1 


804,5 


13,4 


T 

-4,4 


41,1 


a, 


c 


Sa = 297,1 


804,5 


1,4 


-2.4 


23,» 


h, c, 


d 


s„ = 268,3 


270,3 


2,0 


-0,7 


18,2 




e 


Sc = 244,7 


245,9 


1,2 


f -0,5 


14,0 



Die Reihen III und IV bestätigen die Resultate von I 
und II. In Reihe IV war der Meßspalt vergrößert, um den 
li^iniiuß von rr. noch mehr zu unterdrücken. Das hätte auch 
durch Vergrößemng der variabehi Spalte geschehen könneD, 



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Wat Ueibi m emtm ptrmanaäm MagTuUn ktnutasUf 185 



doch ist annmehmen, daß beim Mefispalt, der gans im weichen 
Eisen Ii«gt» die Strexrang keine so betrftchtliche Änderang erleidet 
Üm mit noch kleineren Feldftndemngen sm arbeiten, wurde 
die Ifikrometersohranbe in Anwendung gebracht Die Spalt- 
ftnderang jeden Spaltes betrag je 0,2 mm, beginnend Ton 1 mm. 
Der Magnet und die Polschnhe worden besonders fest montiert^ 
un YersdiiebiiDg durch magnetische E[r&fte am vermeiden. 



V. Mikrometerveratelluog. 



1 


9 =■ 




a 


2,0 mm 


368,9 


7,8 


h 


2,4 


856,8 


22,1 


e 


2,8 


845,8 


37,8 


d 


8,2 


886»9 


60^6 


9 


8,e 


887,4 


64,0 


f 


4,0 


818,4 


76,9 



t bedentet die Werte wie bisher. Diese Daten wurden 
aar benutzt, um die Feld&ndemng zu berechnen. / sind die 
bd Kompensation des Ausgangsfeldes und stftrkerer Asta- 
siernng des Galvanometers sich ergebenden Werte. Abgesehen 
Ton der voiAnderten Empfindlichkeit würde « a — ^ sein. 

Die Kompensation des Ausgangsfeldes wurde mit der 
zweiten am Doppelhebel befestigten Spule erzielt, die der 
ersten parallel geschaltet war. Während sich die erste in 
dem Meßspalt befand, befand sieb die Koinpensationsspule in 
dem etwa 1 cm weiten Spulte eines kleineren Ringmagneten. 
Das stärkste im Meßspalt auftretende Feld war etwas über- 
kompensiert. Es zeigte sich nämlich, wenn eines der Felder 
des Meßmagaeten das des Kompensationamagneten überwog, 
daß infolge der Inhomogenität des Kompensationsleldes dieses 
zuerst zu wirken anfing, dann erst das homogenere des Meß- 
spaltes. Dadurch ergab das Galvanometer zuerst einen Kuck 
nach der entgegengesetzten Seite, als der Ausschlag schließlich 
erfolgte. Das konnte zu Fehlern führen, da die Ges( liwindig- 
keit, mit der die Spulen sieh bewegen, dann einen EintiuB hat. 

Die Gleichung (1) Uefert für vier aufeinander folgende Beob- 
achtungen: 

~ *4 ~ *4 



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186 M. H. Wtb§r. 



und daraus erhiUt man die folgende Tabelle: 



ans 


baredinet 


■tatt 


DiAteu 


Fehler 
in Pros. 


Fdd- 
iiidcniiig 

üfc — 

Hl iTM« 


a, bf c, d 


8„ - Sä = 46,1 


48,2 


WTMiI' — ■ 

2,9 


6,7 




h, r, rf, 0 


«ft — 8. = 39,5 


41,9 


-2,4 


-6,7 


9,0 


e, dt f 


8/^ 40,6 


39,6 


0,9 


2^ 


1 



Die hier angegebenen Fehler beziehen sich auf die Feld- 
dtfferenzen nnd sind in Prozenten der gelondenen Feidifferenzen 
angegeben. Diese Fehler sprechen natürlich eine ganz andere 
Sprache als die Fehler in den früheren Tabellen, die sich auf 
die Felder selber beziehen. Zum Teil rObren sie woU toh 
der bei den kleinen Spaltändemngen nicht mehr so sicheren 
Kenntnis der Spaltbreite her, andererseits aber auch von der 
geringeren Sicherheit bei Messung der Felddifferenzen, die hier 
der Größenordnung nach etwa ^j^ absolute Einheit hetragen. 

Jedenfalls sind sie so gering, daß wir das Gesetz (4) der 
vorigen Arbeit als bewiesen ansehen dürfen innerhalb kleiner 
Widerstandsänderuügen. 

H^eterccli. 

Daß bei einer Widerstandsvermehrung der Magnet nicht 
mit stärkerer Magnetisierung zurin kbleibt, daß also eine Art 
Hysteresis nicht vorliegt, geht innerlialb der Gültigkeitsgrenzeu 
unseres Resultates aus unseren Beobachtungen hervor. Diese 
Tatsache gilt aber in weit liölieren Grenzen, wie sich durch 
ganz einfache Versuche zeigen läßt. 

Wenn Hysteresis vürhandeii wäre, so müßte eine Feld- 
zunahme vorhanden sein, wenn wir den magnetischen Wider- 
stand erst vermindern, dann auf den alten Betrag wieder er- 
höhen. D. h. es müßte sich durch Verankern und entankem 
eine Verstärkung der Magnetisierung erzielen lassen. 

Durch Verankerung eines Magneten lassen sich weit größere 
Änderungen des magnetischen Widerstandes ausführen, als wir 
sie bis jetzt benutzt haben. Ich habe einen Ringmagneten 
mit einem 10 cm weiten Spalt (den Kompensationsmagneten) 
zu Messungen verwandt. £r befand sich normal gestellt zu 



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WoM hlnbt in einem permanenten Mtigneten konttantf 187 



einer astaderten Magnetnadel in ein Ar allemal fester Lage. 
fi> wnrde der Anaechlag der Nadel bei nnverankertem 
Magneten abgelesen. Mit einem zylindrischen Eisenstnck, das 
in den Magnetspalt eingepaßt war, wurde der Magnet ver- 
ankert (ilnsschlag nnd daranf wieder entankert (Ausschlag 

VI. HagiMdUd etwa V4 ^ Sattigong. 



Dauer der 


1 


1 




Verankerung 




*i 


H 


OyftMm. 




150,0 


87,0 


160,0 




149,0 


85,5 


148,8 


0,5 


1 148,0 


88,0 


148 


5 




88,0 


148,5 


Vli Magnetfeld etwa */, der Sättigung. 


Uaui-r (ItT 


1 






Verankerung 




*t 


> 




j 198,9 


75 


194,8 


8 Min. 


198,0 


77 


195,9 


195,9 


80 


196,0 




197,0 


1 " 


197,0 



Das Resultat der Beobachtungen ist also das folj?ende. 

1. Wenn mit der Widerstandsverminderuiig Feldänderungen 
von weniger als 15 Pro/, verbunden sind, können wir die 
magnetomotorische Kt alt mit einer wohl für alle Zwecke aus* 
reichenden Genauigkeit als konstant ansehen. 

2. Für größere Feldänderungen ist die Konstanz der 
magnetomotorischen Kraft sehr wohl möglich, aber durch unsere 
Versuche nicht bewiesen. 

3. Hysteresis ist in weit höherem Grade nicht vorhanden. 

4. Die Konstanz des äußeren Kraftlinienflusses bei un- 
gesättigten Magneten ist unrichtig. 

Im Tabinger Physikalischen Listitut werden weitere Unter- 
snchnngen Uber diese EVage angestellt. 

Heidelberg, im Dezember 1904, Physik. Institut 

(Eingegangen lö. Dezember 1904.) 



188 



lU. JSrwiderung der Bemerkung von Cr* Makkeri 

van M. JEtulshofm 



Am Schlüsse meiner Abhandlung über die Oberflächeii- 
spannunfj in diesen Annalen*) schrieb ich, daß der Hauptinhalt 
des Stückes schon in den Berichten der Koninkl. Akad. van 
Wetensch. zu Amsterdam (29. Januar 1900) mitgeteilt worden, 
und daß es mir erwünscht vorkomme darauf hinzuweisen, da 
geraume Zeit später über diesen Gegenstand Bemerkungen 
gemacht worden sind von einem Autor, der meine Mitteilung 
an die K. A. van W. niclit erwähnt hat. Hierbei zielte ich hin 
auf eine Abhandlung Bakkers „Zur Theorie der Kapillarität'* 
in der Zeitschrift für physik. Chemie 33. 1900. In dieser Ab- 
handlung findet man den Hauptinhalt des von mir in den Be- 
richten der K. A. v. W. Mitgeteilten wieder, in Einzelheiten 
davon verschieden; eine frühere Arbeit von Bakker wird darin 
mit meiner Auffassung in Übereinstimmung gebracht. Nicht 
nur in der Zeitschrift für physik, Chemie, sondern auch in 
den Archives N6erl. und in mehreren Lieferungen des Journal 
de Physique bat Bakker meine Erklärung der Oberflächen- 
spannung mitgeteilt y ohne dabei meinen Namen zu nennen. 
In diesen Annalen findet sich femer ein Aufsatz Bakkers:*) 
„Bemerkung über die Theorie der Oberflächenspannung von 
JL Hulshof**. Ich gebe auf diese Bemerkung folgende 
Antwort. 

Zuerst sagt Bakker, daß von ihm in der Zeitschrift f&r 
pbysik. Chemie 28. p. 717. 1899 schon auf ähnliche Weise eine 
Beziehung deduziert sei, als von mir in den Berichten der R. 
A. V. W. mitgeteilt worden. Diese Behauptung Bakkers er- 
weist sich aber als falsch, wenn man sein Stück liest. Hier 
leitet Bakker den Wert des Molekulardmckes in einem Punkte 
der kapillaren Schicht aus der Vorstellung her, daB dieser 
Bruck entstehe, indem die verschiedenen Schichten, woraus die 

1) H. Halshof, Ann. d. Phji. 4. p. 186 fl; 1901. 
S) O. Bakker, Ann. d. Phys. 14. p. 609. 1904. 



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3runderunff der Benurhmff wm G. Bakker» 189 

Grenzschicht besteht, zufolge der gegenseitigen Attraktion 
nach innen getrieben würden. Also wird der Holekalardruck 
in einem Pnnkte durch Er&fte bestimmt , welche zum TeQ 
weit außerhalb dieses Punktes wirken. Bei dkur Auffatnaig 
ist der MolMlardnick eine Große, welche m aUen lUehiungen 
demselben Wert hat Bakker gibt denn auch für den Wert 
des Molekulardmckes in diesem Punkte nur einen, niizigen Wert 
an. Meiner Auffassung nach bestimmt man den Molekular* 
druck in einem Punkte (als die direkte Folge der Attraktion 
der Teilchen) aus dem Zustande der unmittelbaren Umgebung 
dieses Punktes, und ist der Moiekulardruck infolge der nicht 
homogenen Stoffrerteilung in der kapiUaren Schicht in tot- 
sohiedenen Bichtungen Terschieden. Also sind eben in der 
Saehe, um welche es sich bei der Erklftrong der Oberflächen- 
spannung handelt, unsere Meinungen prinzipiell und voll- 
kommen verschieden, so daß statt ähnUeh gelesen werden soll : 
ganz verschieden. Es ist aber höchst merkwürdig, duli Bakkor 
im April 1904 so etwas schreiben kann, denn hieraus geht 
henur. dub er den wirklich tiefgehenden Unterschied zwischen 
beiden Auffassungen nicht begreift, obwohl er einige Monate 
nach meiner Mitteilung an die K. A. v. W. auf dieselbe 
N\'eise, als ich es tat, den Moiekulardruck in der kapillaren 
Schicht bestimmt hat. 

Aul Veranlassung meines Vorwurfes, daß Bakker meine 
Mitteilung an die K. A. v. W. nicht erwähnt hat, bemerkt 
Bakker weiter: Dieses Resultat (daß in der kapillaren .Schicht 
der Moiekulardruck infolge der Attraktion m verschiedener 
Kichtung einen verschiedenen Wert hat), welches aber nicht 
neu war, wie Hulshof meinte, wird fast selbstvei'ständlich 
durch folgende Betrachtung — — — Bakker hat also 
gemeint, dieses Resultat übernehmen zu dürfen, da es nicht 
neu sei. Hiermit erkennt er also an, daß es nicht von ihm 
ist. Das Resultat, welches, wie Bakker sagt, nicht neu ist, 
war aber November 1899^) dem Bakker unbekannt, da für 
ihn der Molekulardruck damals noch eine Größe war, die in 
allen Bichtungea denselben Wert hat, was herrorgeht aus der 



X) G. Bakker, AbhandL dar koninkl. Akad. vun Weteusob. sa 
Amtterdfun p. Siil. 



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190 



H, HuUhof. 



Weise, wie er denselben definiert Jbür Prof. van der WaaU, 
der meine Mitteilung der K. A. v. W. anbot, war das Resultat 
und die unmittelbar daraus hervorgehende Erklärung der Ober- 
flächenspannuDg wohl nea, so daß es Bakker wahrscheinlich 
schwer weiden wird| ans der Literatur zu beweisen, daß 
es nicht neu war, was er doch eigentlich in einem solchen 
Falle tun sollte. Anstatt nämlich die Stelle anzufahren, wo 
meine Auffassung zn finden wäre, stellt Bakker eine Be- 
trachtung an. Ob nun diese Betrachtung eine Betrachtung 
Ton Bakker selbst genannt werden darf, möge Folgendes 
zeigen. Ich hatte gesagt: in der kapillaren Schicht ist der 
Moleknlardmck in der Richtung jener Schicht und senkrecht 
darauf TerBchieden, dasselbe gilt also yon dengenigen, was man 
als Druck in jenen Richtungen zu betrachten hat; es gibt 
also eine Oberflftchenspannung. Bakker sagt nun naMer: 
es gibt eine Oberflftchenspannung, also eine Druckdifferens, 
also eine Molekulardruckdifferenz in beiden Riohtungen. Nun 
besteht zwar ein geringer Unterschied, denn im ersten Ftlle 
wird aus der Ursache zu der Folge, und im zweiten Falle 
wird aus der zu beweisenden Folge zum Vorhandensein dsr 
Ursache konkludiert, aber der Unterschied ist doch nicht so 
groß, daß Bakker das Recht h&tte, diese Sache als etwas 
Neues von ihm in vier Zeitschrifiten zu veröffentlichen und 
sich in der fünften Zeitschrift mit der Behauptung zu ent* 
schuldigen, daß die ältere Darlegung von mir nicht neu sei. 
Die Sache ist sehr einfach und selbstverständlich, wenn man 
sie einmal weiß. Eben wegen der Selbstverständlichkeit der- 
selben ist die Aulfassung wahrscheinlich richtig, was die 
Hauptsache betrifft, und eben deshalb wiederum wünsche ich 
mein gutes Recht, die Priorität zu behaupten. 

Es ist klar, duü ich darauf hinweisen mußte, daß sowohl 
der Wert als das Wesen der Oberflächenspannung, wie sie 
aus der gegebejieii Erklärung hervorgingen, in Übereinstimmung 
waren mit der tbi i inodynamischen Theorie. Diese Theorie hat 
die älteren Theorien mit ihrer scheinbaren und unerklärten 
Oberflächenspannung verworfcTi. da in denselben den Zustands- 
änderungen. welche eintreten, wenn die Größe oder die Form 
der Übertiäche verändert wird, nicht Rcclinung getragen wonien 
ist Bei TonHelmholtz und van der Waals habe ich ^lUttz« 



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Mnaiderunff der Bemerkung van G, BMer, 



191 



mchen mmmtf habe sie also niobt fiberaehen, wie Bakker 
behauptet 

Sonderbar ist es auch, daß Bakker behauptet, es sei 
mir nnbekaimt, daft bu genOgend niedriger Tempetatur der 
Druck in der QrenzeehiGht in der Bichtang jener Schicht 
negatiT sein muß. In meiner Abhandlung, ttber welche er 
spricht, ja sogar in demselben Satz, den er anffthrt, schrieb 
ich wGrÜich^: ,»Was wir als Druck in der Richtung der 
kapUlaren Schicht zu betrachten haben, wird zur Ausreckung 
mitwirken (dieser Druck kann natürlich auch negative Werte 

haben), gleich&lls Meine Vergleichung ist denn 

auch Tollkommen richtig, denn der Nachdruck muß gelegt 
werden auf die Druckdifferenzen und nicht auf die absoluten 
Werte des Druckes. 

Bakker schließt seine Bemerkung, indem er sagt, daß es 
die van der Waalsschen Gedanken im allgemeinen seien, die 
mich und ihn geleitet hiltten. Ich meine aber, daü von mir 
und nicht von Bakker mit Hilfe der van der Waalsschen 
Zustandsgieichung, nachdem diese für die nicht homogenen 
Phasen der kapillureu Schicht brauchbar gemacht worden war, 
die Frage der Oberflächenspannung behandelt worden ist. 

Es waren nicht van der Waalssche, sondern Maxwell- 
sche Gedanken, durch welche Bakker sich bei der Behandlung 
der Frage hat leiten lassen. Doch hat Bakker auch auf 
diesem Wege die Frage nicht gelöst vor meiner Mitteilung an 
die K. A. V. W. Er sagt zwar in einem Anhange zu seiner 
Bemerkung p. 619: 

Weiter ist die Kohäsion in der Richtung der Kraftlinien 
und also senkrecht zur OberÜäche der Kapillarschicht: 



nnd verweist nun nach einer Mitteilung von seiner Ilaud an 
1) B. Hnlskof, Ann. d. Phyi. 4. p. 184 u. 185. 1901. 




und in der lUchtung der Oberfläche 




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192 H* Subkof. MnMgnmg der Bwmerhmg 00« Bakk&r, 

die K. A. v. ^^^ p. 322. 1899, aber wenn man hieraus schließen 
wollte, daß Bnkker damals schon gewnfit habe, daß der 
Molekulardruck (Kobftaion) in der kapillaren Sohicbt in ver- 
schiedener Richtung verschieden ist, dann würde man sich 
sehr irren. Im angefahrten Stftck spricht Bakker gar nicht 
von Koh&sion, nnd wie ans der vorigen Seite derselben 
Abhandlang hervorgeht» war der Moiekalardmek für ihn 
damals noch eine Grdfie, die in allen Bichtangen denselben 
Wert hat 

Delfty Dezember 1904. 

(Eing^gMigen 31. DezamlMr 1904.) 



DnMk «M Un^agu A Wlttig la Lolpsig. 



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1906. M 2. 

ANNALEN DER PHYSIK 

VIERTE FOLGE. BAND 16. 



1. JPhotoelektrische Erscheinungen am feuchten 
Jodsilber; von Hermann Scholl» 

(Leipziger Habi l ilationflsclirift.) 



1. ML 

Inhalt: 1. Eänleitang; Oxjdations- oder Diffasionspotentiale? p. 198* 
S. Feuchtes Jodsilber spaltet beim Belichten freies Jod ab p. 196. 3. Nach- 
weis von DiffusioDspotentialeQ p. 197. 4. VersucbBanorduang p. 200. 
5. Jodsilbernaembranen p. 204. 6. Erzeuguogsort der „Lichtiooen"; Be- 
weglichkeit im festen Jodsilber p. 207. 7. Einfluß violetter Vorbelichtung 
aaf die EmpfindUdikeit im laagweUigeii Oebiele p. 212. 8. Der im vio- 
kMen Udhte gebildete Stoff ist kein jodlmerce oder jodreicberes IVodnkt 
des normalen Jodids p. 213. 9. Zerfall dieses Stoffes im Dunkeln p. 217. 
10. Der Stoff besitzt hohe Diffasionsgeschwindigkeit im Jodsilher und in 
der PJössigkeit p. 219. 11. Schnelle Zerstörung des Stoffes im roten etc. 
Lichte; im ganzen langwelligen Spektral bereiche nur ein einziger Stoff 
•mneiimeii p. 221. 12. Gleichgewieh W toM e ii twtto n dee Btoffss bei Ehi- 
wiikmig beetimmCer StreUoiig p, 224. 18. Fkelee Jod wMct nor enf die 
pbotoel ektrische Empfindlichkeit dee normaleB Jodids, nicht des im vio- 
letten laichte gebildeten Stoffes ein p. 227. Ii. J V und J FF, zeitlicher 
Verlauf^ Abhängigkeit von Intensitftt and Farbe dee einwirkendes Lichtes 
p. 281. 

!• Seit BecqnereU ^] Untmaofanng der photoelektrischen 
ErBcheinnogen an Sttberhaloiden ist derselbe Qegenstand in 
mehreren Arbeiten behandelt worden; aber die Frage nach dem 
Hechanisjnns dieser Vorgänge hat meines Wissens keine nm- 
fitfsende nnd einwandfreie Beantwortung gefunden. 

Es handelt sich um folgende Tatsachen. Taucht man eine 
mit Chlor-y Brom- oder Jodsilber bedeckte Platinplatte in an* 
gQsänerle« Wasser oder in Lösungen der entsprechenden Alkali* 
haloide, so beobachtet man, daß das Potential des Platins gegen 
die Fittssigkat durch Belichtung der Silberhaloidschicht Ycr- 
ändert wird: im Licht ist die Platte positiver, kathodischer als 
im Dunkeln. Wird die Platte mit einer ähnlich präparierten, 

1) £. Beeqnerel, La bnriAre 2; p. m£ JPsito 1868. 
AaeriM 4» Ikmlk. lY.Mt«. 16. 13 



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194 



ü,Schoü, 



in dieselbe Flüssigkeit tauchenden, aber dunkel gehaltenea 
Elektrode verbunden, so fließt durch den Verbindiuigsdraht 
ein dauernder „photoelektrischer' Strom von der belichteten zur 
dunklen Elektrode. Becquerel') selbst schreibt den bei Be- 
lichtung der Silberhaloide auftretenden freien Halogenen die 
maßgebende Rolle zu und findet die aus dieser Auffassung sich 
ergebende Folgerung, daß bei ErsaU der Platinunterlage durch 
eine solche v(ni Silber wesentlich geringere Effekte entstehso 
müssen, durch das Experiment bestätigt Was an Becquerels 
Vorstellangen haltbar ist, würden wir heute am besten wieder* 
geben, wenn wir s:i^en, da6 es sich am OxydationspoteniiaU 
handelt. Diese Erklärung scheint, ausdrücklich oder still- 
echweigend, allgemeine Annahme gefunden zu haben; so Ter- 
tritt auch Luggin*) in mehreren umfangreichen Arbeiten Aber 
die photoelektrischen Erscheinungen die Becquerelsche An* 
sieht als die plausibelste^ da y^fast immer das qualitatire Ver- 
halten d«r lichtempfindlichen Elektrode auf einen Austritt Ton 
freiem Halogen deutet". 

Aber die Versuche von Arrhenius^ Aber die Abh&ngig- 
keit des elektrischen Leitvermögens der Silberhaloide Ton der 
Belichtung lassen noch eine andere Deutung möglich ersdieiBSB. 
Arrhenius fand, daß Chlor*, Brom- und Jodsilber, auf Glas- 
platten in trockener, dttnner Schicht zwischen Silberelektrodea 
angebrachte ihren Widers^d merklich Ternngerten, wemi sie 
▼on Lichtstrahlen, besonders blauen und violetten getroffisn 
wurden. Sieht man von der ganz unwahrscheinlichen Anuahne 
ab, die Wirkung der Belichtung könne darin bestehen, daß die 
Beweglichkeit der in den Silberhaloiden auch im Dunkeln vor* 
haiideneii Ionen im laicht t^rößer wird, so beweisen diese Ver- 
suche, daß in den Silberhaloiden durch violette Bestrahlung 
neue Ionen erzeugt werden. Das wird auch beiden Becquerel- 
schen Platten geschehen; und da die Konzentration dieser neu 
entstehenden Ionen wegen der starken Absorption des wirksamen 



1) E. Becquerel, 1. c. p. 126. 

2) H. Luggin, Zeitachr. f. phjs. Chem. 23. p. 577. 1897; BUung 
tiU L Svaoika Vet AkdL HaadUDgar 11. Nr. «. 1898; Si. Att. I. 
Nr. 1. 1899. 

8) S. Arrhenius, Sitzangsber. der k. Akad. der Wiw— snh M 
Wien, Mathen.-iuttiinriM. KlaMe 86. p. 881. 1887. 



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FJuUoelekirüehe Srseheimmfftn am feuchten Jodtüber, 196 

Lichtes in der Silberbaloidschicht am größten sein muß an der 
Berübrungsfläche Silberbaloid-Flüssigkeit, so wird von dieser 
Stelle aus ein Konzentrationsgefalle sowohl gegen die Platin- 
unterlage bin, als auch in die freie Flüssigkeit auftreten müssen. 
Somit werden auch zwei Diffusionspotentiale zur Ausbildung 
kommen, deren Differenz eine Verschiebung des Potontiaiunter- 
Bchiedes Flatin-Flttssigkeit herbeiführen muß. 

Es Jcann nicht zweifelhaft sein, daß die an Chlor- und 
Bfomsübenlektroden beobachteten Potentialändeningen, be- 
sonders dann, wenn die Silberhaloide in fein yerteiltem Za* 
standy also nicht kohärent, auf die Platinunterlage aufgebracht 
wurden, teilweise, und wahrscheiDlich sogar in der Hauptsache, 
als Oi^dationspotentiale ansnsprechen sind. Denn die ge- 
nannten Silberhaloide geben erwiesenermaßen bei BeUchinng 
freies Halogen ab, das, besonders wenn Zwisehenrinme zwisdien 
den Chlor- nnd Bromsflberteüchen den Ziltritt zur Platinnnter* 
läge ennöglichen, an diese gelangen nnd dann notwendig deren 
Potential gegen die FlOssigkeit erh5hen mvfiw Und auch dann, 
wenn diese fisloide in kohftrenter Schicht, etwa gewonnen dnrch 
CUorieren und Bromieren ?on metaUUichen Silberttberzttgen, 
die Platinoberflftche bedecken, darf an der en^hnten Anf- 
fiMsnng festgehalten werden; denn viele Qrllnde sprechen 
dalllr, daß die Silberhaloide als Lösungsmittel sowohl fftr die 
freien Halogene als auch deren Ionen zn betrachten sind. 

Aber bei JodsUberelektroden ist die Annahme von Oxy- 
dationspotentialen keineswegs so einwandfrei; denn die Ab- 
spaltung freien Jods ans belichtetem Jodsilber ist nicht sicher 
nachgewiesen.^) In einer früheren Arbeit^ konnte ich zeigen, 
daß die durch Belichtung an reinen Jodsilberschichten be- 
wirkten Veränderungen sicher nicht durch Austritt von freiem 
Jod erklärt werden können. Zwar lumdelte es sich damals um 
reines trockenes Jodsilber, während in den Becquerelschen 
Versuchen solches benutzt wird, das mit wässerigen Lösungen 
im Gleichgewicht steht; aber auch für dieses Jodsilber, das 
sich im Licht sehr wenig, bei Gegenwart von freiem Alkali- 

1) Vgl. J. M. Bder, HsadK der Photographie 1*. 8. Aufl. p.lTr. 

H. W. Vogel I Ouidb. d. Pliotogmpbie !• 4. Aufl. p. 170. 

2) H. Scholl, Wied. Ann. «8. p. US. 1899; Aich, t wiin. FhotogFr 

I. p. 841. 1899. 

13' 



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106 



M. SehoU. 



Jodid sogar gar nicht 8icht})ar verändert^), ist die Kutbindung 
von freiem Jod recht zweifelhaft. Demnach wird man die an 
Jodsilberelektroden beobachteten Potentialänderungen nicht 
ohne nähere Prüfung für Oxydationspotentiale halten dürfen; 
Tielmehr erscheint es gerade hier sehr wohl möglich, daB den 
Dififusionspotentialen eine bedeutsame Rolle zukommt. 

Der Versacby die Sachlage aufzuklären, führte denn auch 
211 einer Anordnung, bei der unzweifelhaft Diffusionspotentiale 
als mitwirkend anzunehmen sind; über diese Beobachtungen 
soll in der Torliegenden Arbeit berichtet werden. Der Unter- 
suchung wurde speziell Jodsilber unterworfen, einmal aus dem 
oben angegebenen Omnde, sodann aber, weil wegen der geringen 
Veränderlichkeit des Jodsflbers im Lichte hier am ehesten 
konstante und einfache Yerhftltnisse erwartet werden durften. 

%m Zunächst ließ es sieh doch auch ftr das Jodsflber 
wahrsoheinlich maehen, da6 es, in wässerigen Losungen stehend, 
beim Belichten freies Jod abspaltet Li einem aus l^iegelplas* 
platten znsammengekitteten mit n/lOO EJ-LOsung gef&Uten 
Trog (ca. 6 X 8 X 0,5 cm] (Fig. 1) war, anliegend an der 



Wand a, ein Qlimmerblatt c eingesenkt, dessen von a ab- 
gewandte Oberfläche einen nach dem Kundtschen Verfahren 
hergesteUten dUnnen Piatinspiegel trug; weiter tauchte in den 
Trog, und zwar mit ihrem Ende direkt an der Platiobelegung 
Ton e anliegend, eine lu feiner Spitse ausgeiogene Kapillare 
welche die Verbindung der Flüssigkeit im Trog mit einer 

1) H. w. Vog«i, 1. c p. na 




Rg. 1. 



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Phaiod8kint€h/$ Brtekrimmfftn am feuchten Jhdtilher, 107 

nnpolarisierbaren Elektrode JS^) vermittelte. Es warde nun 
das Potential F von e gegen £f das abrigens stets positiv war, 
durch geeignete Kompensationsvorrichtnng und Elektrometer 
gemeeseo und seine bei kräftiger Bestrahlnng mit der Bogen« 
lampe doich den Platinspiegel von c bindarch auftretende 
Verftndenmg verfolgti einmal wenn sieb kein festes Jodsilber 
im Trog befand, dann nachdem bei e eine mit festhaftender 
Jodsilberschicht ttbeixogene Glasplatte eingesenkt war. Im 
ersten Fall stieg F w&hrend einer Belichtnngsxeit von . etwa 
80 IGniiten langsam nahe linear an, und xwar um etwa 
0,00032 Volt pro Minute; das ist erklärlich, denn ee findet 
unter dem EinfluB des Lichtes eine Oxydation der Jodionen 
an freiem Jod durch den gelösten Luftsauerstoff statt, die aa 
der Platinoberflftdiie wohl noch katalytisch beschleunigt ist 
Be&nd sich aber die mit Jodsilher Aberzogene Platte e im 
Trog, so war der Effekt der Belichtung ein außerordentlioh vi^ 
sl&rkerer; nach einigen Minuten begann Twieder nahe geradlinig 
XU steigen, und xwar um 0,00194 Vdt pro Mia., nahm nadi Ver^ 
dunkelung mehrere Minuten noch weiter su, um dann einige Zeit 
hindurch merklich konstant su bleiben und schließlich zu fallen. 

Die Belichtung von festem, in wässerige Lösung eintauchen- 
den Jodsilber läßt also unzweifelhaft das Potential einer in 
diese Lösung eingeführten Platinelektrode steigen. Da bei 
der beschriebenen Anordnung und dem gescbilderten Verlauf 
Von / Diffusionspotentiale wohl ausgeschlosseu siud, kann es 
sich nur um ein Oxydationspotential handeln, das sich an un- 
greilbarer Klektrode einstellt. Fwird größer, d.h. die Konzen- 
tration der höheren Oxydalionsstufe nimmt zu oder diejenige 
der niederen ab. Nach Lage der Dinge erscheint nur das erstere 
möglich: man wird den Schluß ziehen müssen, daQ bei der Beiich' 
tunff von Jodbilber freies Jod in die umgebende Flüssirfkeit hineintritt 

3. Also auch beim Jodsilber sind die an Becquerel sehen 
Platten beobachteten Belichtungspotentiale wenigstens teilweise 
als Oxydationspotentiale anzusehen; damit ist aber natürlich 
noch keineswegs der Nachweis geliefert, daß Diffusionspotentiale 
nicht zur Mitwirkung kommen. Um die Frage nach der Existenz 
dieser letsteren bei Belichtung von JodsUberschiohten einwand» 



1) BiihM dmht unter Mtm AgiJ hi KJ-Lteeag; Tgl. untm 



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198 



frei zu entscheiden, ist es notwendig, Oxydatiouspotentiale 
prinzipiell auszuschließen, also Metalle be/. Körper mit metalli- 
schem Leitvermögen in der Nähe des belichteten Jodsilbers 
ganz zu vermeiden. Es wurde deshalb versucht, Jodsilber in 
Form fester Plättchen zu erhalten und diese als Membranen 
xwischen iwei im Übrigen Toneinander isolierten Flüssigkeits- 
massen zu benutzen, deren Potentialdifferenz beim Belichten 
der Jodsilbermembran zn Terfolgen war. 

Die Herstellung solcher festen Jodsilberplättchen gelang 
zuerst durch andauernde anodiscbe Polarisienmg eines Silber» 
bleches in Jodkalüösung, die mit Jodsilber gesättigt war* 
Nach Verlauf einiger Stunden konnte das Jodsilber in einem 
mehrere Quadratzentimeter großen Stück leicht mit scharfem 
Heaser Tom Silberblech abgehoben werden; es stellte dann 
ein festes nnd ziemlich hartes TBfeldien dar Ton grauschwarzem 
Aussehen. Diese Fftrbnng rührte lediglich her Ton einer sehr 
dünnen schwarzen Schicht, welche diejenige Oberfläche des 
Pl&ttchens bedeckte, die Torher am Silber angelegen hatte. 
Durch Abkratzen konnte die schwarze Schicht leicht entfernt 
werden, und dann sah das etwa 0,8 mm dicke Pl&ttchen rein 
hellgelb aus, wohl trüb und undurchsichtig, aber ziemlich 
durchscheinend. 

Das so gewonnene JodsilbertSlelchen wurde mit Siegellack 
auf ein etwa 1 cm im Durchmesser haltendes Loch in der 
Wandung eines Terschließbaren Olasgef^^ sorgsam au& 
gekittet Nachdem letzteres mit Terdttnnter KJ-Lösung ge- 
eilt und in diese eine Platinelektrode, weit entfernt von der 
Jodsilberplatte, eingeführt war, wurde das Ganze in einen mit 
derselben KJ-Lösung gefüllten Trog getaucht, in dem eine 
zweite Platinelektrode stand. Die Potentialdifl'erenz der beiden 
Elektroden konnte mit dem Elektrometer beobachtet werden. 
Und als 7iun das weiße Licht einer Ji<>(jrnlainj)e die JodsilUi- 
membran traf, gab das E/e/ifrometer sofort einen sehr hräftitjen 
Aasschlag, eine PotentiaU-rfiohmig der dunklen Seite des Judsilbers 
gegen die belichtete um nahe ' i .^^, J ult anzeigend. Diese Potential- 
dififerenz verschwand bei Verdunkelung äußerst schnell, jeden- 
falls in wenigen Minuten, wie denn überhaupt alle diese Er- 
scheinungen sich durch große Einstellungsgeschwindigkeit aus- 
aeichnen und schon dadurch ganz anderen Charakter besitzen 



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FAofoeieJUrüche Erscheinungen am feuchten Jodeüber, 199 

« • 

als die sehr viel träger verlaufenden Änderungen, die an 
isolierten Becquerelschen Elektroden mit Platinuuterlage 
beobachtet werden. 

Der Widerstand der ganzen Zelle zwischen den Platin- 
elektroden konnte gemessen werden; er sank beim Belichten 
der Jodsilbermembran um ein sehr Merkliches und stieg bei 
Verdunkelung wieder nahe «luf den alten Wert an. Die von 
Arrhenius beobachtete Zunahme der Leitfähigkeit tritt also 
auch unter diesen Umständen deutlich hervor; und damit sind 
denn alle Bedingungen erfüllt, die das Auftreten von Diffusions- 
poteDtialen in dem oben skizzierten Sinne notwendig machen. 

Ob allerdings die beobachteten Potentialänderungen ledig- 
lich auf Rechnung dieser Diffusionspotentiale zu setzen sind, 
d. ob Oxydationspotentiale gar nicht mitwirken, ist zunächst 
noch fraglich. Üls wäre ja möglich, daß das Leitvermögen des 
Jodsilbers ganz oder teilweite ein metallisches^) ist; dann 
müßte eben das bei Belichtung erwiesenermaßen frei werdende 
Jod eine Potentialversohiebnng im beobachteten Sinne herbei* 
föhren. Es läßt sich nnn leicht zeigen, daß wenigstens flbr 
die donkle Jodsilberplatto metallische« Leitrermögen nicht an- 
zunehmen ist. Wenn nftmlieh bei Zusatz von freiem Jod zum 
Elektrolyten auf der einen Seite a der Membran diese Seite 
gegenttber der anderen jodfreien b eine Potentialemiedrigung 
aufweist» wird man an metallisches LeitTermögen des Jodsilbers 
denken müssen. NatttrUch ist es notwendig, die Potentiale zu 
beziehen auf eine Elektrode, die gegen die Flflssigkeit a stets 
die gleiche PotentialdiffBrenz zeigt, also durch das bei a su- 

1) Nach den heutigen Anschauungen über die Natur des iiietallifchen 
Leitvermögeua wird man den Grund dafUr, dali Oxydatiouspotentiale 
sieh Ml den in die OzjdsHoM— Rednktionsmittellfiaung eintnoehenden nn- 
«■greifbnran Metalleldttroden dnateUsn, eben in der Anwesenheit freier 
BMktlSoen im Metall suchen darfen. Damit ist zugleieh sin Weg ge- 
geben, metallisches, d. h. nicht mit merklichem Transport TOD Materie 
verbundenes Leitvermögen von elektrolytischem zu tnnnen: Stoßen, 
deren Potential gegen eine Oxydation«— Reduktionsnntteliöaung, nattlrlieh 
Dach gehöriger Berücksichtigung oder Beseitigung der etwa möglichen, 
mit EhktiiiitliBbewegung vwInnideMn NebenwinkHqnen, dadi Ye^ 
Indenmg der Konientrationen in sn erwaitenden Sinn vondioben wird, 
mB man neteUisebet Leitverm<lg«n mueludben. Vgl. auch Bose, Phys. 
ZeitBchr. 5. p. 339. 1904: ,.p:ine unangreifbare Rathode wirkt im QmiMle 
aidit sodwi wie ab Quelle nqpiÜTer £lektionen." 



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200 



H.ScholL 



gesetzte Jod nicht alteriert wird. Bentltlt wurde wieder die 

schon oben erwähnte Silber-Jodsilberelektrode, die doreh ebe 

dünne Kapillare mit a verbunden war. Wurde nun bei a Jod 
bis zur kräftigen Gelbbraunfai bung zugefügt, so änderte sich das 
Potential der in b eintauchenden Platinplatte gegen die Silber- 
Jüdsilberelektiode nicht erkennbar, jedenfalls um weniger als 
1 Millivolt, während die in a eintauchende Platinelektrode 
durch diesen Jodzusatz ein um nahe 400 Millivolt höheres 
Potential annahm. Daraus folgt, dafi das benutzte Jodsüöer, 
tceniqstens im Dunkeln, nicht merklich metallisch leitet, und daß, 
falls nirlit fhra im lAcht ein mrfallisckei Leitnerm'dgen auftritt, 
die an der belicliteten Jnilsilhirmembrnn beobachteten Potential'' 
vertchiebuTKfeji reine Jjiffusiompütentiale sein müssen. 

4. Bei den weiteren Versuchen wurden die Jodsüber- 
membranen mit Siegellack auf in der Mitte durchbohrte, dicke 
Spiegelj^Mplatten e (Fig. 2) aufgekittet. An diese waren beider- 
seits mit umgebogenen und 



Spiralfedem zasemmengebAlten. Die Glae^linder A und B, 
die meist mit n/100 EJ-LOsnngi weldie mit AgJ geaittigt 
war, gefUlt wurden, beeaBen Taben, Yon denen aa zor Wider- 
ittmdtmsnaifff b6 vor Potentialmessong dienten. Erstere wurde 
swischen langen, in aa eingeführten Platinelektroden in der 
Kohlran seh sehen Walienhrttoke mit Weohaelstrom und Tele- 
phon vorgenommen; das Minimum war ausreichend scharf, 
wenn dem Vergleichswiderstand der BrQcke ein K ohl rausch - 
scher Kondensator*) parallel geschaltet wurde. Kat&rlioh sind 
jeweils vom gemessenen Widerstand abiosiehen die Zoleitaugs- 
widerstlnde cur Jodsllbermemhran, d. h. also der Widerstand 

l) F. Kühl rausch o. JLliolboin, Leitvermögea der BlektroJiytei 
p. 59. Leipzig 189ö. 




abgeschliffenen Rändern ver- 
sehene Glassylinder AB unter 
Anwendung von etwas Fett 
angesetzt, die an den an- 
deren Enden mit Spiegelglas- 
platten d verschlossen wurden. 
Das Ganze war mit durch- 
bohrten Metallplatten und 



Fig. 9. 



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PilotoeUkirücke MrMchemungen am feuchten JocUüber, 201 

des Troges bei Fehlen der letzteren. Alle im folgenden an- 
geführten Werte sind schon nach dieser Richtung korrigiert. 

Die Potentialmessung mußte zwiscbeu wipolariderbaren 
und unveränderlichen Klektroden geschehen. Um jede Ver- 
unreinigung der Flüssigkeiten in den Trögen A und B durch 
fremde Stoffe sicher zu vermeiden, wurden Silber-Jodsilber- 
elektroden benutzt; das blanke Ende eines im übrigen durch 
Glasrohr isolierten Silberdrahtes war am Boden eines Elektroden- 
gefäßchens von geeigneter Form^) mit flockigem Jodsilber 1 cm 
hoch überschichtet. Ais Flüssigkeit wurde n/10 KJ-Lösung 
eingefüllt, die dann durch ein angeblasenes Trichterchen leicht 
in die Kapillare hinübergedrückt werden konnte und so die 
Verbindung mit den Trögen A bez. B herstellte. Die Elektroden- 
gefäße waren sorgsam mit schwarzem Papier umhüllt, so daß 
kein Licht in das Innere dringen konnte. Diese Elektroden 
haben sich sehr gut bewährt, insbesondere zeigten sie eine für den 
vorliegenden Zweck Uber lange Zeit völlig ausreichende Konstanz. 

Die Potentialmetning selbst geschah nach einer Eompen- 
ntunsmethode; Fig. 8 l&ßt das Wesentliche der Anordnung 
erkennen. Der Ton der Stromquelle E gelieferte, durch R 
regulierbare Kompensationsstrom durchfließt den Widerstand 
mid den auf einer Hartgummitrommel aufgewickelten Draht T, 
auf dem ein Schleifkontakt S verschoben werden kaoB. Durch 
den Spaupungsabfall auf T wird die Potentialdifferens «wischen 
den beiden mit ihren Kapillaren in die Zylinder Ä uid B 
taachenden SUber-JodsUberelekixoden KK^ kompensiert; alt 

1) Vgl. W. Ostwald u. K. Luther, Phyaikochem. Messungen, 
S. Aull. p. 817. Leipzig ISOS. Ei ist Tortailhafty an die Elektroden- 
geftie TenehlleBlMie klsine Tr to h t swhen siiaaMhaMlMay dveh wdohs 

die FflUniig und etwaige Erneaerang der Flüssigkeit geschehen ksui. 

Insbesondere gewinnt man dadurch den Vorteil, die Kapillare von innen 
heraus ausspülen und so sicher jede Verunreinignog and KonsentlfttioiM- 
&nderung der Flüssigkeit veruieiden zu können. 

2) Die beiden Klektroden A' K seigten, mit ihren Kapillaren in 
diBMlbo KJ-Usoeg siatsedMBd, sine ttbar auhr ab 1 Jahr kooataat 
hiaibaade PotfmtilaMHfaana von aa. 0,08 Volt gagaeeiBandar; wahrschein* 
lieh waren die beiden varwendeten SilberdrShte etwas verschieden. Die 
Elektroden wurden nun so benutzt, daß diese ihre Potentialdifferen« bei 
Beiicbtnng der Jodsilbermembran zunahm; das hatte den Vorteil, daß man 
ntfifnftlM luüie an den Nullpunkt des Drahtes T heranzugehen brauchte. 



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202 



ü.8eholL 



Nullinstrument dient ein empfindliches Quadrantelektrometer.') 
Nach Umlegen des Schalters V kann die Stärke des Kompen- 
sationsstromes stets auf denselben Betrag eingestellt werden, 
nämlich so, daß die Klemmspannung von die elektromoto- 
rische Kraft eines Weston-NormHlelementes N gerade kompen- 
siert Die Zelle Äß mit den Elektrodengefaßen KK steht io 



«nem lichtdichten Holskasten D, in dsn dnreh eine Sdiiebetftr 
Liebt eingeUasen werden kann« 

Übrigens mag hervorgehoben werden, daß die Jod•]lbe^ 
membranen stark polarisierbar sind; nnd da die in Ä nnd B 
eintauchenden, zur Widerstandsbestimmung dienenden Platin» 
elektroden meist eine merkliche Potentialdifferenz gegeneinander 
besitaeni so fließt beim Anlegen dieser Elektroden an die Brücke 
ein Strom dordi die Jodsilbermembran» doreh dessen Wirknog 
sehKeBlicb, auch nachdem er miterbrochen ist» die Potentiale 

1) Die Nadel des QuadrantelekttolMlera bestand aas einem dfinnen, 
VÄfsilberten Glimmerblättchen ; sie war Rußerordt-ntlich leicht und bfsaß 
kurze Schwingunpsdauer nnd schnelle Kinatellung. — Da im folgenden 
mehrfach bot Charakterisierung der bei Belichtung auftretenden Potential* 
differenceu nur <Ue ngebfirigen ElektrometerausscblAge aafgesekrielMa 
■iiid (dM BleklMMiMtv war dimi also nielit lediglieh als NoM l inlnimeat 
gebraucht), sei bemerlct, dafi neift du Nedelpotential derart gewihlt 
war, dafi dem Ausschlag von 1 cm eine PetentieldiifcwM der Qnidnata»' 
paera tob 0,0018 Volt «otepracii. 




S. Ji 



Fig. 3. 



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FhotoeUkiritehe Mrtchemunffen am feuchten JoeUiiäer, 203 

differenz Ä'A' für längere Zeit nicht unerheblich verschoben 
sein kann. Es emptiehit sich daher, nicht nur, wie ja seibst- 
verständlich , während der Potentialmessungen die Piatinelek- 
troden voneinander zu isolieren, sondern dieselben überhaupt 
nur während der kurzen Augenblicke, die für die Telephon- 
messung erforderlich sind, an die Brücke anzulegen. Bisweilen , 
besonders in sehr verdünnten Lösungen, mußte die Potential- 
differenz swiBchen den Plaünelektroden an besonderem (ieilüls> 
drabt kompensiert werden. 

Als Lichtquelle konnte bei vielen Versttcben die Nemst- 
lampe benutzt werden; oft aber reichte diese nicht mehr aus, 
daiin fand Bogenlicht Anwendung. Die Strahlung der Nernst- 
lampe durfte, da zum Betrieb eine anderweitig nicbt benutzte 
Akkumulatorenbatterie von konstanter 8|>annung verwendet 
wurde, w&hrend der Versuchsdauer aU nnTeribdderlich gelten; 
aber bei der Bogenlampe war diesbezüglich die grdßte Vorsicht 
notwendige plötsliche HelligkeitBSchwanknngen im Yerh&ltnia 
1 : 2 und selbst 1 : 8 sind ja hier gar keine Seltenheit Deshalb- 
wurde bei jeder Potential- und Widerstandsmemng die Inten- 
sittt der wirksamen Strahlmig mit der Thermosänle gemessen» 
Das Ton einer mit etwa 20 Amp. brennenden Sohnckertsoheft 
Prcgektionslampe ausgesandte, mit Kondensor von 10 cm Brenn- 
weite nnd 8 7« cm Darchmesser parallel gemachte Licht passierte^ 
nachdem es eine 12 cm dicke Wasserschicht dnichsetst hatte, 
nnd bevor es den Dnnkelkasten D nnd die darin aufgestellte 
Zelle AB mit der Jodsilbermembraa traf, dne Spiegelglas- 
scheibe unter 45^, yod der ein Toi der Strahlung auf eine 
Rnbenssche Thermosäule reflektiert wurde; letztere war mit 
einem Du B o i s sehen Kugelpanzergalvanometer verbunden, 
dessen Ablesefernrohr unmittelbar neben demjenigen des Elektro- 
meters stand. Vor der linearen Thermosäule befand sich eine 
Zylmderlinse, auf welche die Strahlen nur durch ein vor- 
gesetztes Diaphragma fallen konnten, dessen Öffnung gleich 
der Fläche der Jodsilbermembran war. Dieses Diaphragma 
und die Jodsilbermembran waren möglichst genau spiegel- 
bildlich zu der oben erwähnten Spiegelglasscheibe aufgestellt; 
infolgedessen blieben die Helligkeiten an beiden Orden stets 
einander proportional, nicht nur dann, wenn die emittierte 
JLöchtmenge größer oder kleiner wurde, sondern, was viel wich* 



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204 



E, Sc/iolL 



tiger, weil häufiger ist, auch dann, wenn Bogen und Krater 
sich verschoben. Im übrigen wurden bei den Versuchen mit 
verschiedenen Farben Filter derselben Art sowohl vor die 
Lichtöffnung des Kastens i>| als auch vor die Tbermosäule 
geschoben. 

Die Messung der bei Belichtung auftretenden Potential- 
änderungeu JF der Elektroden Ä'Ä' läßt sich wohl merklich 
genauer ausführen als die der mitunter, und zwar gerade in 
besonders interessierenden Fällen, geringen Widerstandsände- 
rungen Äff. Aber die häufig recht erheblichen Schwankungen 
der Lichtstärke machen die größere Genauigkeit illusorisch; 
Potential und Strahlungsintensität waren nicht gleichzeitig ab- 
zulesen, und wenn auch die beiden Fernrohre für P^lektro- 
meter und Galvanometer unmittelbar nebeneinander standen, 
80 verging doch zwischen beiden Ablesaogon eine Zeit, hin- 
reichend zu nicht unbeträchtlicher Änderung der Verhältnisse. 
Viel günstiger lagen in dieser Hinsicht die Dinge bei der Wider- 
standsmessung; hier war es leicht, rjfeiehztitig das Ohr zur 
EinsteUang des Tonminimums und das Auge zur Ablesung dee 
Galvanometers zu benutzen. Man darf daher den Widerstands- 
messungen dieselbe TerhmtnismftBige Genauigkeit susehreibea 
wie den Potentialmessangen. 

Sdüießlich sei noch £9]gendes herrofgehobeo. Die Sr- 
eohemongen, um die es sidi handelt, werden offenbar dnrch 
sehr aahlreiche Ümstftnde mitbestimmt» von denen mir nnr die 
Bedentnng einiger der emgreifendsten nnd anffllligiten klar 
an stellen gelang. Da nicht alle maßgebenden Faktoren er- 
kannt nnd berücksichtigt werden konnten, mnßte hftnfig ein 
Verhalten der 'Jodsilbermembran ar Beobachtung gelangen, 
das sich bei Wiederholong des Experimentes als nicht repro» 
dnaierbar erwies. Im folgenden ist Ton solchen sweilblhalten 
Veranchen im allgemeinen abgesehen worden; wo mdits be- 
sonderes bemerkt ist, werden die betrefifenden Erscheinungen 
mehrmals nnd stets sicher wiedergefunden. 

5. Wie schon oben (3) bemerkt wurde, war die erste, auf 
elektroljtischem Wege hergestellte Jod silberplatte zwar rein gelb, 
aber völlig trüb und undurchsichtig. Ks wäre unzweifelhaft 
wünschenswert, mit optisch möglichst homugenen Schichten zu 
arbeiten, und zwar aus zwei Gründen: einmal kann nur bei 



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Fhoioelehtrueh» Erscheinungen am f&uehten Jodnlber, 205 



solchen die Abnahme der Lichtstärke nach dem Innern hin 
berechnet werden, und sodann schließen klare Membranen jede 
Unsicherheit bezüglich des Mediams, in dem die fUektrizitäts« 
leitung stattfindet, aus, vährend bei trüben Platten ja die Mög« 
Üchkeit erwogen werden muß, daß die in kapillare B&ome ein- 
gedrungene FlOssigkeit die Leitung yermittelt. Aber es ist mir 
nicht gelungen, durchsichtige Platten aus Jodsilber in der er- 
forderlichen Dicke zu erhalten. Während geschmolzenes Chlor» 
und Bromsilber beim Erkalten glasartig und klar erstarres, 
findet beim Jodsilber, auch bei schnellem Abktthlen, Aus- 
kristallisieren imd Trttbiing statt. Man kann Bromsilber durch 
Behandeln von EJ-Lösongen in Jodsüber ftberfl&hreii, aber 
auch ganz Uare Bromsilberplatten werden dabei völlig trttbe. 
Am sidiersten wfirde man ja gehen durch Verwendung toh 
KristaHdünnschliffen, aber ich konnte Jodsilberkristalle nicht 
in ausreichender GrOBe und Beiohett erhalten. Endlich bleibt 
noch der Versuch ftbrig, auf Silberbleche genügende Zeit Jod- 
dampf einwirken su lassen, ein Verfahren, das ja von auf Glas 
niedetgeschlagenen sehr dünnen Silberspiegeln ausgezeichnet 
dnrdisichüge Jodsilberschichten liefert Aber die optische 
Homogenit&t dieses Jodsübers ist doch nicht absolut yoII» 
kommen; je dicker die Schichten werden, desto stSrkere TrU- 
buDg tritt her?or, bis scbliefilich schon bei Platten, die für den 
gewünschten Zweck noch viel zu dünn sein würden, die Durch- 
sichtigkeit ganz verloren gegangen ist 

Sü mußte denn mit trüben Jodsilbermembranen gearbeitet 
werden. Ich habe alle Versuche sowohl an elektrolytisch als 
auch au im Joddampf jodierten Platten angestellt. Der Behand- 
lung mit Jodtlumpf wurde Silberblech von Yao "^"^ Dicke unter- 
worfen, das während einer Zeit von 5 bis 6 Mouaten bei 
Zimmertemperatur in abgeschlossenem Glasgefäß unmittelbar 
auf festem Jod liegen mußte, ehe es völlig in Jodsilber um- 
gewandelt war; dann stellte es eine mattgelbe Schicht dar, deren 
Dicke nun etwa 0,13 mm betrug. — Die elektrolytische Jodie- 
rung mußte mit besonderen Kautelen geschehen. Es stellte 
sich nämlich heraus, daß häufig die beiden Seiten einer elektro- 
lytisch jodierten Platte bezüglich ihrer photoelektrisclien Empfind- 
lichkeit ein ganz verschiedenes Verhalten aulweisen; bei Be- 
iiehtnng dojenigen Seite» die beim Jodieren dem äiiberbiecb 



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206 



B.SchoU. 



■anlag, sind Potential- und Widerstands&nderung viel geringer 
als bei Belichtung der anderen Seite, ja es kann unter Um- 
ständen, besonders bei roter Bestrahlung, der umgekehrte Sinn 
der Potentialänderung auftreten. Man wird diese Tatsache 
wohl so deuten dürfen, daß nur zu Anfang, wenn in der Nähe 
des anodischen Silberblechs noch viel Jodionen vorhanden sind, 
allein diese zur Ausscheidung gelangen und somit reines Jod- 
silber gebildet wird; später, wenn an der bereits mit Jodsilber 
bedeckten Silberoberfläche, an der also der Elektrolyt sich nur 
langsam regenerieren kann, die Konzentration der Jodionen 
stark sinkt, müssen auch andere etwa vorhandene Ionen, 
z. B. 0H~, entladen werden. Daß derartiges in der Tat vor- 
kommt, dafür spricht wohl auch die Anwesenheit der zwischen 
Silberanode und aufgelagertem Jodsilber gefundcMien schwarzen 
Schicht, von der oben (3) die Hede war. Wahrscheinlich also 
besteht eine solche Platte beiderseits aus etwas verschiedenem 
Material, wodurch die verschiedene Empfindlichkeit erklärlich 
wird. In dieser Auffassung liegt auch ein Hinweis auf die 
Mittel, dureh welche die nnliebsaine Krscbeinnng zu Termeiden 
ist. Man wird vor allen Dingen mit sehr geringen Strom- 
«lichten arbeiten mtlssen, damit der Elektrolyt Zeit bat, Kon* 
zentrations&ndemngen an der Silberoberfl&che auszugleichen. 
Außerdem ist es zweckmäßig, dnreh Znzatz von HJ die Flüssig- 
keii an der Anode dauernd sauer zu erhalten. Und schliefiUch 
wird es sich empfehlen, Anode und Kathode in getrennte, nnr 
-durch einen Heber ferbundene Gefäße zu taudien: dadurch 

' I 

wird einerseits eine Ifirschöpfung der Anodenflüssigkeit an ge* j 
löstem Jodsüber Termieden werden, andererseits kann Wasisr« 
«toffentwickelung und damit Terbundene Hydroxjlbildung so 
<d«r Kathode den anodischen Prozeß nicht beeinflussen, wie ss | 
ja der Fall fNbre, wenn man den leichten Austausch zwischm | 
Anoden- und Kathodenflttssigkeit nicht verhinderte. Unter 
Beobachtung dieser VorsichtsmaBregehi^ hergestellte Plattes 



t) Ab ABodflDfliltiigkeit wurde benntit nonii. KJ-LOning, getltHgt 

mit AgJ und angesäuert mit HJ. Di« Strondiehte betrag etwa 
«mp. pro cm', der Stromdurchgaiig dauerte 2 bis 3 Tage. Die erwiihnfe 
schwarze Schicht zwischen Silber und Jodailbor trat in Rcrinperem Ornd 
auf, mitunter fehlte sie ganz. Im Interesse gleichm?ißiger Dicke der Jod- 
^flilberschicht ist es vorteilhaft, die Anode ganz in der Flüssigkeit aBte^ 



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Fhatoeiekirische ßrscAemusiffßn am feuehtm Jodtüber. 207 

seigten denn auch die beiderseitige Unsymmetrie in wesentlich 
geringerem Maße: ganz war dieselbe allerdings nicht zum Ver- 
schwinden zu bringen. Die Belichtungs versuche wurden stets, 
wo nichts anderes bemerkt, an der Seite des reinen Jodsilbers, 
die also beim Jodieren der FliUsigkeit zugekehrt gewesen war, 
angestellt. 

6. Die Versuche und ITberlegungen, von denen oben (3) 
die Rede war, führten uns zu dem Schluß, daß bei der Be- 
lichtung von Jodsilbermembranen zwischen wässerigen Elektro- 
lyten DifTusionspotentiale auftreten; solche sind nur möglich, 
wenn entweder lonenkonzentrutionen oder lonenbeweglichkeiten 
eine Änderung erfahren. Sehen wir, wie schon oben, von der 
ersteren, durchaus nn wahrscheinlichen Annahme ab, betrachten 
wir also die Neubildung von Ionen durch Belichtung des 
SiTstems Flüssigkeit- Jodsilher als hinreichend sichergestellt, 
•0 bleibt noch die Frage zu beantworten, wo und wie die 
Bildung dieser Ionen erfolgt Znnftchst Iftßt sich sagen, daß 
die Anwesenheit und Beliehtong des JbdsäberM wesentlich ist» 
daB also nicht etwa in der freien FUiuighmi doreh Bestrahlung 
nene Elektrizitfttstrftger entstehen, die, indem sie in die Jod- 
sUbennembran hineindi£finndieren, die beobachteten Potential- 
und Widerstandsftndenmgen herrorbringen könnten. Denn 
abgesehen davon, daS das LeitrermOgen der Terwendeten 
LOenngea dnrch intensivste BeUofatong nicht merUiöh veriadert 
wird, ftllt, was olfenbar viel beweiskrftfkiger ist, die spektrale 
Enpfindlichkeiteknrve iBr die in Bede stehenden Erscheinungen, 
insbesondere für die Potentialfinderungen, bis anf gewisse, 
weiter nnten sn bespiechende, dnrch violette VorbeUohtong be- 
dingte Komplikationen ganz unverkennbar mit d«r Kurve des 
Absorptionsvermögens von Jodsilber zusammen. Wie man aus 
Fig. 4') erkennt, steigt der Absorptionskoeffizient des Jod- 

sntaachen und ihr den Strom durch einen mit Glasrohr und SiegellMk 
isolierten Draht zuzufübren. Die Jodidbildung findet nümlich stets, viel- 
leicht infolge von Kouzontrationsunterschieden, an der Fldssigkeitaober- 
fliche am lebhaftesten statt; es kommt vor, daß hier bereits die ganze 
Anode durcbjodiert itl, wibnad weiter anteD noeh erbeblidie Silbw» 
mle itoheii gebUeben siad. Dnieh vOUiges Üntertanehen «Ind diese 
ObelsCftnde leicht zu verSMldMi. 

Ij Zu diesen Messungen wurde ein Krüsssches Spcktrophotometer 
aeiier Konstniktioii (vgL ZeitBckr. £. InstnuMuteDk. 24^ p. 201. 1804) 



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208 



M.8eholL 



Silbers bei 430 /UjM plötzlich sehr steil an; die kürzeren Wellen 
werden durch eine Jodsilberschicht von 0,5 bis 1 ^ merklich 
vollkommen absorbiert, während dasselbe Filter die längeren 
Wellen nahe ungescbwächt hindurchläßt. Man findet nun. 
daß intensives Bogenlicht nach dem Durchgang durch eme 




Fig. 4. 

aoldid dünne Jodsilberplatte nur sehr geringe PotontiaUliide» 
nmgen in dem beschriebenen Belichtungstrog zu erzeugen vep» 
mag (falls die das Loch der Glasplatte bedeckende Jodailber» 
membran nicht etwa unmittelbar Torber mit Tiolettem licht 
behandelt worden war), wihiend soÜBrt erbaUiche Venehie» 



benntit Um die Sthwftdrang der StnUvg dnreh BeiexioD n ettoü- 
■deteii, worden die UAfa aengen ▼eigUeheo, welehe durah swel JodiUber- 

schichten von vereehiedeneD, nach der Interfefemmethoiie ermittellMi 
Dicken hindurchgingen; diese Jodsilberschichten wveil diuch Jodisnilg 
Toa auf Glaa aiiiaitzonden Silbcrspiegeln erhalten. 

Obwohl die Abaorptioo des Jodsilbers recht erheblich wird, übt sie 
dooh nur geringen TOnfhi ni dei ReflezionfTenndgeu aus. So bereohoet 
rfah ftr dee AhmrpIk m mKdmvm bei ImiU unter Zagnadtkgoag dte 
en Beobachtungen yon Wernicke (Pegg. Ana. IBgl p. SU. 1870) eitm- 
polierten Wertes für den Brechungsexponenten n 2,7 dM Reflexions- 
vermögen R = 25,4 Proz., während ohne Abeoiptioik btim Mtben Bceehongt- 
eiqponenten ^ 21,1 Fios. sein wttrde. 



i 

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FkotoeUkiruehe JSrMMmmgtn am fm^Utn Jodtüier, 209 

buDgen des Potentials entstehen, sobald das Jodsilberfilter aas 
dem Strahlengang entfernt wird. 

Aber es wäre möglich, daß die elektrisch neutralen Zer* 
setzimgsprodakte des belichteten Jodsilbers, als deren eines 
wir oben (2) das freie Jod erkannten, mit dem Wasser oder 
dem gelösten Salz derart reagieren, daß neue Ionen gebildet 
werden; beispielsweise könnte recht wohl die Reaktion statt- 
finden: J, + H,0-iHJ-|-JOH, die also zum Auftreten Ton 
WasaeiBtoffionen iUtren mflßte. Oieee Ionen nun, welcher 
Art sie auoh sein mOgen, würden Ton der belichteten Jod- 
silberfliishey an der sie entrtehen, in die freie Uftssigkeit sowohl 
wie in das Jodsilber hineindifinndieren und so Erscheinungen 
Yon der Art der tatsSdiUeh beobachteten hervoimfen müssen* 
Mit dieser Auffikssung aber ist gar nicht zu Tereinbaien die 
außerordentlich schnelle Einstellung des Widerstandes bei plßti- 
lieber BelichtungsSndemng; weiter unten sind Versuche ein- 
gehender zu besprechen, die erkennen lassen, daß bei Yer- 
dunkelnng der Jodsilbermembran bereite nach weniger als 
Vjoo Sekunde merklich der definitiTe Dunkelwiderstand enreicht 
ist Diese rapide Abnahme des duroh Belichtung erworbenen 
Leitvermögens ist ganz unabhftngig von der Dauer der Torher- 
gehenden Bestrahlung, sie wird auch dann nicht geringer 
beobachtet, wenn die Jodsilbermembran 1 Stunde und mehr 
der Lichtwirkung ausgesetzt war, wenn also unzweifelhaft das 
Konzentrationsgefälle der durch Belichtung an der Grenzfläche 
Flüssigkeit— Jodsilber entstehenden und von dort nach beiden 
Seiten fortdiflfundierenden Ionen zeitlich stationär geworden 
ist, d. b. den kleinsten, durch die Verhältnisse bedingten End- 
wert angenommen hat. Das deutet unverkennbar darauf hin, 
daß diese Ionen nicht nur deshalb von ihrem Entstehungsort 
verschwinden, weil sie in die Umgebung diffundieren, sondern 
daß sie überhaupt nur bei Belichtung des Jodsilbers existenz- 
fähig sind, also bei Verdunkelung auf irgendeine Weise neu- 
tralisiert werden. Die Keaktion, welche die „Licbtionen'* 
liefert, muß sowohl im einen wie im anderen Sinne mit 
großer Glesch windigkeit verlaufen, bis eine Konzentration er- 
reicht ist> die im Gleichgewicht steht mit dem belichteten bez. 
dunklen Jodsüber. £s muß aito ein im ehemüchen Sinne 
wahrtchmmäeh meniUtr Farpang migmmmtm werdtüf d&r Im 

iBMlw Str P^lrik. rr. Fügt. 1«. 14 



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210 



R,ikhoiL 



ßf.Uchtung des SjfUems Flütsiffkeä-JocUUifer unmiädöar Jomm 

erzeugt. ^) 

Noch bleibt die Frage zu erörtern, welches Mecimm im 
Innern der Jodsilbermembran die ElektrizitÄtsleitung über- 
nimmt. Da bei den, wie schon bemerkt, trüben, optisch in- 
homogenen Jodsilberschichten die Diskontinuitäten des Bre- 
chungsexponenten solche des Stoflfes anzeigen, so liegt die 
Vermutung nahe, daß in die kapillaren Sprünge, von welchen 
die ganze Jodsilbermasse durchsetzt zu denken ist, die Flüssig- 
keit eindringt und so dem Jodsilber ein scheinbares Leit- 
vemögen erteilt. Daran ist um so eher zu denken, als das 
reine, trockne Jodsilber keine Yoa Null erkennbar abweichende 
Leitfähigkeit besitzt. Erfährt nun die mit dem Jodailber im 
Gleichgewicht Btebende Flüssigkeit bei Belichtung eine KoB- 
sentcatioiiasanahme irgendwelcher in ihr vorhandenen Ionen, 
etwa dadurch , daß das belichtete Jodsilber ein höheres Lös- 
lichkeitsprodnkt besitzt als das unbelichtete , so wird die 
Widenteadsabnahme der Membran bei Belichtoag ohoe 
weitora Yentftudlich. Wae die PotentialiadeningeD angeht, 
io wftrde eine tob der geecfailderlen Erwlgnog ausgehende 
ErkUbniBg, die ja den Grand fibr irgendeine ümjaunetrii 
beibringen mvA, noch die Hypothese hinsnsiiftgen haben, da0 
die Beweglichkeit der im Licht gebildeten Ionen im Lmem 
der kapillaien B&nme eine andere ist als in der freien Flüssig» 
keit Inwieweit andere Erscheinungen, etwa dli^oigen der 
8tr6mung8atr0me und Terwaadte, eine solche Annahme — 
Abhängigkeit der lonenbewegÜchkeiten in Kapillaren Ton dar 
Weite der lelsteren — erfordern, ist noch wenig an^BeUlrt; 



1) Übrigens fconto direkt Me ^g ew i an wardan, daft Wawitaff 
ioB«D, die daaw^gen biio ad > H veidlehtlg enekelMB, w«il de aekoa ia 

geringer Konzentration vermutlich starke Zunahme des LeitvermSgens 
der Membran herbeiführen würden, bei den Potential- und WiderstAnds- 
Änderungen durch BplichtunEj nicht merklieh beteiligt sein können, deno 
in verdünnter Säure (n 100 HCl) treten diese Erscheinungen jedenfalls 
uiubc iu geringerem Grade auf wie iu neutralen, indifferenten Fliisäg- 
keifen (w/lOO KNO^). 

8) a Frltaeh, Wied. Ana. «0. p. 80a 1897 findet, daB AgO 
und AgBr in reinem , trocknem Zustande ftoBcrst schlechte Leiter sind; 
Ähnlich konnte ich fiir Jodsilhor untor denselben Ynrhlltniasm kOBata* 
Üeren, daß aein Leityannögaa immeMbar kleta iat. 



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Fhotoeleklrische Erscheinungen am feuchten Jodsäöer. 211 

JedenfiülB ist die Möglichkeit nicbt absoweiaen, daß der 
fieiboDgswidentaiid für ein Ion durch eine sehr nahe feste 
Wand TergrOfiert wird nnd daß dieser Einfluß fttr yerschiedene 
Ionen verschieden ist. Dann wäre es oflfenbar denkbar, aus 
der skizzierten Auffassung qualitativ ein Verständnis für die 
beobachteten Tatsachen zu gewinnen. 

Aber es leuchtet ein, daß die maßgebende Rolle, welche 
die erwähnte Annahme den kapillaren Räumen zuschreibt, eine 
außerordentliche Inkonstanz der Erscheinungen würde erwarten 
lassen; insbesondere müßte man vermuten, daß die Belichtungs- 
potentiale bei verschiedenen Membranen unter sonst gleichen 
Umständen sehr verschieden ausfallen. Denn nach dem Nega« 
tiven. was man bisher über den Eintiuß der Kapillarweite auf 
die Beweglichkeit der Ionen weiß, ist zu schließen, daß ein 
fiolcher, wenn überhaupt, dann erst bei äußerst engen Röhren 
auftreten kann; er wird sich also bei absolut geringer Änderung 
der Weite verhältnismäßig sehr stark verschieben. Demgegen- 
über ist aber zu betonen, daß bei verschiedenen Membranen 
die meisten Erscheinungen, und zwar gerade diejenigen, die 
offenbar einfachen und darobsiditigen Prozessen enteprechen, 
nicht nur qualitativ, sondern im großen und ganzen auch 
quantitativ gute Ubereinstimmnng zeigen; und zwar gilt dies 
nicht nur f&r Membranen, die nach demselben Ver£idiren ge- 
wonnen sind, sondern auch für solche, die auf ganz verschie- 
dene Weise, z. R elektrolytisch und im Joddampf erzengt 
worden, bei denen also gleiche Weite der kapillaren R&nme 
gnnx nnwahrscheinlich ist So ergab sieh bei Dnrchdringnng 
mit II/-100 BLJ*IjOtang das Leitvermögen einer elektrolytiscli 
hergestellten Membran 6,7 . 10"* Ohm*-^ cm**^ , iriUirend 
me im Dampf enengte Jodsilberschicht den Wert 4,9 • 10-* 
Ohm~^ cm-^ lieferte (das Leitvermögen der n/lOO EJ-Löanng 
ist ca. 1200. 10-< Ohm-i cm-^). Aach erwies sioii selbst 
fXkt solche, nach Terschiedenen Verfahren gewonnene Platten 
4as Verhältnis von Potentialftndemng nnd Widerstandsftndemng 
nnter gehöriger BerOcksichtigung etwa yerschiedener Dicken 
•der Membranen als so Uinlicfa, daß man unmöglich ein so 
Tariablee Moment, wie es doch in diesen Fftllen die Kapillar^ 
weite sein warde, als maßgebenden Faktor betrachten kann. 
Alles spricht vielmehr dafür, daß der Einfloß der E^ülkim 

14 • 



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212 



. M, SchoU. 



verschwindend ist und daß im Iiiuern der Membran dem festen 
Jodsilber die Rolle des Elektrolyten zukommt. 3fan hat sich 
also das Jodsilber als ein mit dissoziierender Kraft ausgerüstetes 
Lösungsmittel zu denken, in dem Ionen merkliche Beweglichkeiten 
besitzen. ^) 

7. Die ersten Versuche (3) mit den Jodsilbermembranen 
waren mit weißem Licht angestellt worden. Dabei fiel bald 
auf, daß Potential- und Widerstandsänderungen bei Häufung 
der jeweils etwa 20 bis 30 Sekunden dauernden Belichtungen 
eine deutliche Zunahme zeigten: es hatte den Anschein, als 
ob durch vorhergehende Belichtung die photoelektrische 
Empfindlichkeit der Membran zunehme. Noch deutlicher trat 
dies Verhalten hervor, als die durch die Strahlung einer 
Nernstlampe erzeugten Potentialänderungen gemessen worden 
in Zeitintervallen von je 5 Minuten, während deren intensives 
Bogenlicht auf die Membran fiel; die Potentialändemsg bei 
Einwirkung der Nemstlampenstrahlung erreichte dann schließ- 
lich dae 3- bis 4 fache des vor aller ÄDineiidiuig des Bogen* 
lichtes gefundenen Wertes. Es mußte nun Ton Bedeutnng 
sein, den JSinflufi Terscfaiedeiifarbiger Strahlang naoh dieser 
Btcfatung kennen zu lernen. 

An einer bis dahin vor aller Lkshtwirknng geeohlltf ten 
Jodsilbermemliran worden die Potentialftndeningen beobachtet, 
die durch Belichtung mit einer Nemttlampe entatanden, tot 
die man Terachiedene FarbglSser schieben konnte; und dieee 
Meesnngen wurden wiederholt, nachdem je 5 Hin. lang eine 
Bestrahlung der Membran mit rotem, blauem, violettem und 
weißem intensiTon Bogenlicht stattgefimden hatte. Der empfind- 
lichkeitssteigemde Emfluß der Nemstlampenstrahlung darf in 
Anbetracht der kura dauernden Einwirkung vemaohttssigt 
werden; die auftretenden PotentialdiffiBrenxen sind swar gering, 
aber doch recht sUTorlftssig, da die angegebenen Werte Mittel 
aus je acht unmittelbar aufeinander folgenden Belichtungen 



1) Dafi gesebnolien« and dann wieder enturtes Jodälb«, «Mb 
bei Zinmeitenpentar, dne wenn auch infient garbqpe IjrftflUitgkeit, 
und swar elektroly tische besitzt, hat W. Kohlransek» Wied. Ann* 17» 

p. 642. 1882 durch direkte Zersetzung nachgewiesen. Allerdings ist man 
bei so beharxieltem JodsUber nicht aicher, inwieweit et dnreh Jodär etc 
veroureinigt ist. 



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Fhoioekkiriiekt ErMclummgm am fmehitn JodMÜber» 218 

darstellen. Die folgende Tabelle enthält die in den ver- 
schiedenen F&Uen beobachteten iiliektrometeraasschläi^e in 
Zentimetern. 

BiufloB Tanebiedenftiblger Vof beliehtniig mf die durch veneUedea- 
fitfbige SCnUung e w e im te n Foteolialliuleningeii. 

Naehdem je 5 Ulli, eingewiikt bAtte: 

PeteBtiaUbidemiig 
für 



Kein 


Botes 


Blam Violettes 








BogenVclit 




o»oe 


o»oe 


0,14 0,44 


0,45 




0,88 


0^8 0,84 


0,85 




0,90 


0^88 0,98 


0,98 


1,18 


1,88 


1,58 8,08 


2,98 



Botet NernatUeht 
Blsuee „ 
Vklettoe „ 
WeiBet „ 

Die Tabelle l&ßt auf das deutlichste erkennen, daß die 
photoelektrische Empfindlichkeit der Membran gegen langwelliges 
Licht durch kurzwellige Bestrahlung ganz bedeutend erhöht wird. 
So ist nach violetter Vorbelichtung die Potentialänderung für 
rote Bestrahlung auf das 7 fache desjenigen Wertes gestiegen, 
der an der bis dahin unbelichteten Membran erhalten wurde; 
demgegenüber ist die Empfindlichkeit gegen violettes Licht 
nur auf das 1,1 fache angewachsen. Empfindlichkeitssteigern- 
den Einfluß besitzt vorzugsweise das stark absorbierbare violette 
Licht; rote Bestrahlung ruft diese Wirkung in ungleich ge- 
ringerem Grade hervor. 

8. Das im vorstehenden geschilderte Verhalten der Jod- 
sübermembran zeigt eine ganz unverkennbare Ähnlichkeit mit 
ISrscheinungeny die BeeqnereP) an seinen Elektroden beob- 
achtete. Wenn er eine mit Chlor- oder Jodsilber, das bis 
dahin unbelichtet war, bedeckte Platinplatte durch das Spektrum, 
bei Rot beginnend, hindurchbewegte, konnte er im Rot, G^b, 
Grün und Hellblau zunächst keine Wirkung beobachten^ erst 
im Dunkelblau trat ein meßbarer photoelektrischer Strom anf, 
der im Violett kr&ftig anstieg. Wörde nim aber diese Platte 
nach ihrer Behandlnng mit Tiolettem Licht in die minder ab- 
gelenkten Spektralregionen snrttckgefthrt, so entstanden nun- 
mehr hier, wo Torber jede Wirkung fehlte, sehr erbebliche 
pbotoelektrische StrOme. Und wenn schlieBlich ein Zustand 
errsiclit war, der sich durch weitere Behandlnng im Violett 

1) £. Beeqeerel, La lami^ 2. p. 189. 1868. 



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214 



B. Schöll. 



nicht mehr veränderte, so zeigte sich die Empfindlichkeit 
für Violett ebenso groß wie zu Anfang, während sie für die 
IftDgeren Wellen außerordentlich gestiegen war. Ähnliches hatte 
fiecqnerel schon für die photographische Wirkung gefunden; 
er konnte feststellen, daß eine zunächst gegen langwplliges 
Licht unempfindliche Chlor- oder Jod silberplatte eine dentücbe 
Empfindlichkeit für diese selbe Strahlung gewonnen hat» wenn 
sie mit violettem Licht behandelt worden ist Da ihm hier 
das rote, gelbe und grftne Licht einen Prozeß, der vom violetten 
begonnen worden war, fortxniEÜiren schien, beseiehnete er die 
kmwelligen Strahlen als „rayons ezoitatenrs", die langwelligen 
als „rayons oontinuatenre". Über die Ursache dieser Er- 
scheinungen gibt Becquerel nichts an; er sagt nur: „On 
ponnait exprimer ce fait en disant que la substanoe, une fois 
qn'elle a re$n nn commencement d'impression, est pour ainsi 
dire nne autre snbstance Impressionable et se trouTe im- 
pression^e entre d'antres limites de r^frangibilitd".^) Sofiel 
ich sehe, scheint man jetzt allgemein anznnehmen, daß die 
im violetten Licht durch £eduktion entstehende niedere Oij- 
dationsstnfe des Silberfaaloids es sei, welche die Erweiterung 
des EmpfindHchkeitsbereiches auf längere Wellen herbeiführe; 
in der Tat muß derselben ja bei einer anderen selektiven Ab- 
sorption eine andere spektrale Empfindlichkeit als dem normalen 
Haloid zukommen. 

Die außerurdentlieliü Ähnlichkeit der oben gescliilderteu, 
an Jodsilbermembranen geraachten Beobachtungen mit den 
Becquerelschen Befunden läßt für beide Erscheinungen die 
gleiche Ursache vermuten. Würde nun für die gegenwärtig 
behandelten Membranen die zuletzt erwähnte Auffassung zu- 
treffend sein, würde also die durch violette Vorbelichtung 
erworbene Empfindlichkeit gegen rote, grüne und hellblaue 
Strahlung durch Bildung eines mit größerer optischer Absorption 
ausgerüsteten Jodürs veranlaßt sein, so wäre zu erwarten, daß 
bei Zusatz von freiem Jod zu der die Membran bespülenden 
Flüssigkeit die Empfindlichkeitssteigenuig infolge der violetten 
Belichtung überhaupt nicht oder doch in viel geringerem Maße 
auftritt, bes. wenn der Jodzusatz nach der Vorbelichtung ge- 

1) £. Beeqnarel, L e* p. BS. 



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PhotoeUktrigche Erscheinungen am feuc/Uen Jodsilber, 215 

schiebt, daß die bereits erworbene Empfindlichkeit sofort zu- 
rückgelit. 

Bei Versuchen, die nach dieser Richtung angestellt werden, 
ist wohl zu beachten die optische Absorption in der Jodlösuiig; 
dieselbe ist nur ftlr lange Wellen unerheblich, für die übrigen 
mub sie in geeigneter Weise kompensiert werden. Das ge- 
schah folgendermaßen. Zunächst war in der einen Hälfte des 
Doppeltroges (Fig. 2), etwa in A, an die Innenseite der Ver- 
schlußplatte d ein Glaszylinder angekittet, dessen polierte End- 
fläche von der Oberfläche der Jodsilbermembran M einen ge- 
ringen Abstand, etwa 5 — 6 mm hatte; dadurch wurde die Dicke 
der absorbierenden Fiüssigkeitsschicht überhaupt gering. Dann 
wurde vor den Belichtungstrog A B xn den Strahlengang ein 
Spiegelglastrog eingeechaltet, dessen lichte Weite durch ein- 
gelegte GlaspUtten sehr genau gleich dem Abstand iwif^chen 
der Jodsilbermembnui M und der Endfläche des erwähnten 
Olaszylinden gemacht war. Befand sich nun in A die j od freie 
Flüssigkeit, so wurde der Spiegelglastrog mit dem jodhaltigen 
Elektrolyten geftült; nachher fand ein Anstaiisch der Flüssig- 
keiten statt. 

Nachdem nun, wihrend in A kein freies Jod anwesend 
war, mlette Voii>elichtiing die Empfindlichkeit der Hembnui 
gegen langwellige Bestrahlnng entsprechend erh&ht hatte, 
wurde die jodhaltige Flüssigkeit (it/100 EJ + n/lOOO J,) aus 
dem Spiegsl^astrog nach A gebracht und sofort die Em- 
pfindlichkeit abermak ermittelt. Da aber zeigte steh nidit, 
wie erwartet wurde, eine Abnahme derselben im roten, gelben 
nnd grOnenSpektralberneh, sondern es trat eine außerordentlich 
intensife Steigerung hervor; so &nd sich z. B. die Potential«' 
inderung fUr grüne Beetrahlung jetzt etwa 3 mal so groft als 
▼or dem Jodzusats. Wurde nun abermals yiolett belichtet, 
00 ergab sich danach die Potentialändernng bei Bestrahlen 
mit den übrigen Farben noch bedeutend größer, um aber sofort 
stark abzunehmen, als die jodhaltige Flüssigkeit in A gegen 
die jodfreie im Spiegelglastrog ausgetauscht wurde. Zahlreiche, 
nach verschiedenen Richtungen variierte Versuche lieferten 
stets, und zwar nicht nur bezüglich der Potential-, sondern 
ebenso deutlich bezüglich der Widerstandsänderungen, dasselbe 
Besultat: Znsatz von freiem Jod zum Ülissigen Elektrolyten 



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216 



E. SchoU. 



erhöht unter allen Umständen die photoelektrische Empfind- 
lichkeit der eintauchenden Jodsilbermembran gegen sämtliche 
Farben, und diese Empfindlichkeit läßt sich für das langwellige 
Licht durch Vorbehandlung mit violetter Strahlung immer 
noch beträchtlich weiter steigern. Damit ist der Beweis ge- 
liefert, daß sicher nicht die Abgabe von Jod seitens des AgJ und 
Büdung eines jodärmeren Produktes, als es das nonneäe Jodid 
ist, Ursache für die durch violette Bestrahlung erworbene Steige- 
rung der Empfindlichkeit gegen das langweilte Idcht sein kann; 
und weiter scheint es hiernach mehr als zweifelhaft zu sein, 
ob man den oben erwähnten, von Becquerel beschriebeuen 
KrBcheinungen die genannte Deutung geben darf. 

Aber vielleicht wäre an die Bildung eines jodreicheren 
Produktes zu denken. Auch in anfänglich jodfreier Flüssig- 
keit wird ja von belichtetem Jodsilber Jod abgeschieden, so 
daß dieses, dessen empfiadlichkeitssteigemde Wirkung nach 
Obigem feststeht, nunmehr auf das normale Jodid derart 
reagieren könnte, daß ein neuer, rot» eto. empfindlicher Stoff 
entsteht Aber auch diese AuffaMODg wird den Tatsachen 
nicht gerecht. Während u&mlich| worauf in einem späteren 
Abschnitt noch zurückzukommen sein wird, die Empfindlichkeit 
gegen violette Bestrahlung duroh Znsats von freiem Jod be- 
deutend steigt, hat, wie schon aus der mitgeteilten Tabelle 
herrorging, eine violette Vorbelichtung nur geringen £influß 
auf die Violettempfindlichkeit selbst Schon danach ist es iin- 
wahrseheinlich, daß die durch violettes Licht bewirkte Jod- 
ansscheidang allein die EmpfindlichkeitssteigeniDg im Bot, 
Gelb, GrOn und Blau verarsacheii kannte; gans unmöglich 
aber erscheint dieee Annahme bei genauerer Betrachtang der 
Zahlenwerte. So ergab ein Versuch in jodhaltiger flQssigkeit 
(«/lOO EJ-H a/8000 Jj eine Änderung des Widerstandes der Jod- 
silbermembran bei grüner Belichtung von 8,5 Froi., bei violetter 
um 3,0Proz.; als aber dann das freie Jod aus dem Troge A ent^ 
lernt winden war, und nunmehr 20 Min. lang Bestrahlung mit 
intensivem violetten Bogenlicht stattgefunden hatte, wurde die 
Widerstands&ndemng im grünen Licht zu 31,0 Proz., im violetten 
SU 1,4 Proz. gefunden. Da bei diesen Versuchen die Violett- 
empfindlichkeit in der jodhaltigen Flüssigkeit viel größer ist 
als nach violetter Vurbeiichtiiüg m der jodfreien, darf mit 



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FAaioei€kirudit BrwMmmgen am fmehitn Jbdtaber. 217 

Sicherheit angenommen werden, daß die Konzentration des 
freien Jods in und an der Oberfläche der Jodsilbermembraa 
im ersten Fall bei weitem überwiegt Trotzdem ist die Grün- 
em p find lichkeit im zweiten Fall ganz bedeutend höher, ein 
strikter Beweis, daß dieselbe meht allein von der KonzentraÜon 
des freien Jod» abhängt ^ »andern auch durch irgendwelchen an 
die Wirkung vornehmlich violetten Lichtes gekm&pften Prozeß ge* 
W€mm m wird. Vorl&ufig soll dieser Vorgang als Bildung einee 
aeoen» iPgßa langweiliges Licht in dem in vorliegender Arbeit 
benutzten Sinne photoelektrisch empfindlichen Stoffs bezeichnet 
worden y wobei es unentschieden bleibt, ob dieser Stoff dnrch 
chemiedie oder lein physikalisohe Proiesee entsteht 

9* Diigenige Empfiadlichkeitseteigening in sfimtlichen 
Farben des Spektnims, die dnrch den Znsats freien Jods snr 
Flüsn^nit bewirkt wiid, ist konstant, sie hUt so lange an, 
als man eben die Jodkonzentration nicht erniedrigt. Gans 
anders steht es mit der Empfindlichkeitssnnahme, die dnrch 
Yioletke Vorbeliehtang erworben wurde; diese beginnt sofort 
nach Unterhrechnng der violetten Bestrahlung abznfiülen, um 
nach einer Zeit, die von der Daner und Intensitit der Vor* 
befichtung abhftngt, in den untersuditen BUen übrigens niemals 
24 Stunden ftbersöhritt, den alten , yor der violetten Yor- 
beUchtung gefundenen Wert wieder zu erreichen. Fig. 6 stellt 
zwei an derselben Membran gewonnene Kurven dar, die den 
zeitlichen Verlauf der durch dieselbe rote Nernstlampen- 
strahlung bewirkten Potentialänderungen erkennen lassen. Für 
beide Kurven ist bei ^ = 0 die violette Vorbelichtung unter- 
brochen worden; der Unterschied liegt darin, daß bei der 
unteren Kurve die violette Vorbelichtung 4 Min., bei der oberen 
10 Min. gedauert hatte. Der Abfall geschieht um so schneller, 
je höher der Ordinatenwert ist, und zwar scheint der Difie- 
rentialquotient für eine und dieselbe Kurve annähernd pro- 
portional zu sein mit dem Überschuß der Ordinate über den 
der ausgedunkelten Platte zukommenden Wert, der durch die 
gestrichelte Horizontale angedeutet ist und an den asymptotische 
Annäherung statttindet. Weiter folgt aus den Kurven, daß 
beim gleichen Ordinatenwert die Abfallgesch windigkeit geringer 
wird, wenn die Daaer der violetten Vorbeliehtang größer ge- 
wAhit war. 



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218 



Im Sinne der oben gemachten Annahme eines durch 
violette Belichtung gebildeten neuen Stoffs sind die zuletzt 
besprochenen Erscheinungen leicht in interpretieren: dieser 
Stoff verschwindet im Dunkeln mit einer Geschwindigkeit, die 
Konzentration annähernd proportional ist. Zweifellos wird 
man annehmen mÜBsen) daß er in das Jodsilber oder in (iie 
Flttaeigkeit hinein zu diffundieren vermag, so daß hierdurch 
seine in der oberflächlichen Schicht der Membran bestehende 
Konzentration, die j» in enter Linie f&r das auftretende 




I - I ^ _ « 

Dg. 6. 



lichtungspotential maßgebend sein wird, abnimmt, und zwar 
um so schneller, je weniger noch vom Stoff erzeugt wurde voi 
wegdiffuudieren konnte, je größer also das KonzentrationsgeftUi 
am Erzeugungsorte ist. Aber daß diese Diffusion der einzige 
Grund ftkr das Verschwinden des Stoffs von der VorderHücbe 
der Membran und damit für das Sinken der Belichtungs- 
potentiale im Rot etc. bildet, muß als sehr unwahrscheinlich 
bezeichnet werden, denn dann müßte doch bei genügender 
Dauer der violetten Vorbelichtung eine Sättigung des ganzen 
Systems FlQssigkeit-Jodeüber mit dem Stoff stattfinden» min<^^ 



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Fhofoelektnsche ErMchnmattjen am feuehien Jodtilbtr» 219 

stens müßte nach kürzerer oder längerer Zeit die Rotemptind- 
lichkeit der ausgedunkelten Membran merklich zugenommen 
haben, was aber dorchans nicht der Fall ist. Viel wahrschein- 
licher also erscheint es, daß der Stoff im Dunkeln überhaupt 
nicht beständig ist, sondern eine völlige Umwandlung erfahrt und 
dabei wieder seine AusgavgspmdiiJite liefert. 

Wird die violette Vorbelichtung länger und länger aus- 
gedehnt, so nimmt die Neigung der AbfaUknrre immer ge- 
ringere Werte an, ohne indes Null za werden. Trftgt man 
die für eine gewisse geringe Zeit^ etwa 1 Minnte, nach Be- 
endigung der rioletten Vorbelichtung für eine bestimmte rote 
oder grflne etc. Strahlung gefundene Potentialftndemng als 
Fonktion der Dauer der Torhergehenden rioletten Belichtung 
auf, 80 gewinnt man eine Kurve, die anfangs erheblich an- 
steigt und dann nach mehr oder weniger langer Zeit konstant 
wird; die entsprechende Kurve für die Widerstandsftndemngen 
dagegen scheint nach Durchlaufen eines Maximums ganz lang- 
sam zu fiillen. 

10« Oben war angenommen worden, daB der Stoff, der, 
durch riolette Bestrahlung gebildet, die Ursache für die 
Empfindlichkeitssteigerung im langwelligen Spektralbereich sein 
sollte, in die Flüssigkeit oder in das feste Jodsilber su diffun- 
dieren vermöge; es lassen sich Beweise dafür erbringen, daß 
dieser Stoff jedenfalls im Jodsilher durch Diffusion sich veV" 
breitet. Schon die Tatsache, daß etwa grünes Licht den 
. Widerstand einer violett vorbelichteten Membran ganz erheb- 
licli heral)zusetzen vermag, weist darauf hin. In einem frUher 
iiügt führten Beispiel war für solchen Kall die Abnahme des 
Widerstandes im grünen Licht zu 31 Proz. angegeben; unter 
geeigneten Umständen können noch erheblich größere Werte 
beobachtet werden. Das alles ist aber ganz unerklärlich, wenn 
man annimmt, der Stoff sei nur dort zu finden, wo er erzeugt 
worden ist; denn wegen des außerordentlich starken Absorptions- 
vermö^rens des .Todsilbers für die violette Strahlung kann diese 
in die Membran nur bis zu ganz geringer Tiefe eindringen, die 
völlig verschwindet gegen die im angezogenen Beispiel zu 0,3 mm 
gewählte Gesamtdicke. Daher würde der Membranwiderstand 
im grünen Licht, auch wenn dieses in der violett vorbelichteten 
Schicht ein praktisch unendlich großes Leitreriadgen ent- 



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220 



H.SckolL 



stehen ließe, nur ganz unwesentlich vom Dunkelwiderstand ab- 
weichen können, falls eben der grün-empfindliche Stoff nur 
an den Stellen vorhanden wäre, die vom violetten Licht 
erreicht worden waren. Es folgt also daraus, daß dieser 
Stoff in viel größeren Tiefen der Membran anzutreffen sein, 
d. h. sich mit merklicher Geschwindigkeit im Jodsiiber ver- 
breiten muß. 

Diese Diffusionsgeschwindigkeit ist sogar recht bedeutend. 
Wäre sie gering, dann müßte auch eine ursprünglich völlig 
symmetrische, also etwa eine durch Behandlang im Joddampf 
erzeugte Membran, nachdem sie von einer Seite violette Vor- 
lichtung er£ahr6n hat, bei nachfolgender grüner Bestrahlung 
beiderseits ganz verschiedene photoelektrische Empfindlichkeit 
aeigen, da auch das grüne Licht, obwohl für dieses der Ab- 
sorptionskoeffizient von Jodsiiber sehr klein ist, wegen der 
Tielfachen Reflexionen ün trüben Medium nach der Tiefe 
merklich abnimmt Aber bereits 5 Minuten nach Beendigung 
einer 5 Minuten dauemdan violetten Vorbelichtnng eigab 
sich die WiderstandaSadeirung einer solchen Membran f&r 
grUne Bestrahlung beiderseits gleich groß, so daB also schon 
nach 80 kurzer Zeit die Verteflung des grün- empfindlichen 
StoffiB durch die ganze Membran hindufdi gleicfamftßig ge- 
worden war. 

Der Frage, ob auch die Flüssigkeit in irgendeiner Weise 
beim Verschwinden des rot- etc. empfindlicheii Stoffs aus der 
Jodsilbennembran beteiligt ist, kam mau dadurch nfther treteoi 
daß man den Einfluß untersucht, den eine stete Erneuerung 
der Flüssigkeit an der Jodsilberoberflftche durch kräftiges 
Rahren ausübt. Ein solcher Einfloß ist in der Tat UBiwei- 
deutig nachzuweisen. Die im Dunkeln stattfindende Abnahme 
einer durch violette Vorbelichtung erzielten photoelektrischen 
Kuiptindlichkeit für Rot etc. geschah unverkennbar schneller 
bei andauerdem Rühren als ohne solches; ja im letzteren Falle 
stieg die durch vorhergehendes Rühren bereits herabgesetzte 
Potentialänderung für rote Strahlung zunächst wieder um ein 
geringes an. Die Versuche ergaben für alle Farben dasselbe 
Resultat; sie beweisen, daß enttveder der lichtempfindliche Stoff 
in die Flüssigkeit tritt und durch Rühren schneller von der Jod- 
siiberoöerfiäche entfernt wird, oder daß das H^ateer bex, die in 



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jPhaioeUhtriteke Mrtcheimmgen am feuchten Jodtilber. 221 

ihm gelösten Salze bei der Umwandlung des Stoffs in unempfind" 
Uche Produkte aktiv beteiligt sind. 

11. Schon bei Betxachtung der früher mitgeteilten Tabelle 
über den Einfluß verschiedenfarbiger Vorbelichtung auf die 
Empfindlichkeit fällt auf, daß letztere, nachdem sie durch eine 
5 Minuten dauernde violette Vorbelichtung auf erhebliche Werte 
gesteigert worden ist, durch eine darauf folgende Behandlung mit 
weißem Licht, das doch die wirksame Strahlung mindestens 
nicht in geringerem Maße enthalten kann als das violette Lichta 
nicht mehr erbeblich ansteigt^ obwohl, wie sonst mehrfach an- 
gegebene Zahlen erkennen lassen, noch keineswegs das über- 
haupt erreichbare Empfindlichkeitsmazimnm beigesteUt ist. 
Eiine Erklärung würde sofort gegeben sein, wenn sich nach- 
weisen ließe, daß die Wirkung der roten, gelben, grünen nnd 
blauen Strahlen derjenigen der violetten entgegengesetst ist, d. h. 
daß eine durch violette Vorbelichtiing gewonnnene Empfind- 
lichkeit durch Bestrahlung mit den anderen Farben wieder 
vermchtet wird. Und das ist in der TtA in hOchst anffiiUen» 
dem Maße der FalL Von den hierher gehörigen Versiushen 
fflSgm snnftehst einige^ die mit rotem licht angestellt waren, 
Erwihnnng finden. Es wnrde die durch das rote Licht der 
NenwÜanpe bewirkte PotentialTerschiebnng mn&dist 2 Minnten 
nach Beendigung einer 5 Ifinaten danemden Bestrahlung mit 
Tiolettem Bogenlioht gemessen, nnd sodann die Bestimmung 
wiedelholt, nachdem die Membran 10 Minuten lang entweder 
im Dunkeln gestanden hatte (Fall a), oder von inteosiTem roten 
Bogenlieht getroffen worden war (FaJl b)\ ftkr beide FftUe wurden 
die Quotienten n der ermittelten Worte gebildet Mehrere solcher 
a- und^-Versnche wurden unmittelbar nacheinander, stets wieder 
in der beschriebenen Weise, angestellt. Nach dem früher Er- 
wähnten leuchtet ein, daß für die gleichen Umstände die ge- 
nannten <^uütiüüten 71 bei Wiederholung der Versuche abnehmen 
müssen, da sie sich ja in dem Maße, als durch die verlängerte 
Einwirkung des violetten Lichtes das Maximum der Empfind- 
lichkeit erreicht und ihre Abfallgeschwindigkeit verringert wird, 
dem Grenzwert 1 nähern. Vier aufeinaoder folgende Versuche 
ergaben die nachstehenden Besultate: 

Fall a b b a 

n « 1,84 Ifiü 1,62 1,2fr 



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222 



IL ikholl. 



Für einen bezüglich der violetteu Vorbelichtuug mitUeren 

Zustand der Platte ergibt also: 

Fall a: n » 1,80; Fall bin^ 1,64 

d. b. die Ahnahme der durch violette Vorbelichtung erwurheiien 
Rotemp/indlichkeit findet merklich schneller statt im roten. Liüä 
alt im JJunkeln. 

Wird die violette Vorbelichtung über genügende Zeit aus- 
gedehnt, so ist die Abfallkurve der Rotempfindlichkeit auch 
zu Anfang, wenn also diese seihst noch erhebliche Werte be- 
sitzt. 80 flach und wenig gekrümmt, daß sie für kleine Zeit- 
intervalle nahe durch eine Gerade ersetzt werden kann; in 
diesem Falle ist eine Extrapolation statthaft, die dann den 
EinÜuß einer eingeschobenen Rotbelichtung auf die Kotempünd- 
lichkeit exakter anzugeben erlaubt. Eine halbe Stunde nach 
Beendigung einer langdauernden yioletten Vorbelichtung wurde 
mit der Beobachtung des zeitlichen Verlaufs der Eotemptind- 
lichkeit, gemessen durch die für rotes Nemstlicht auftretende 
Potentialditlerenz, begonnen; zwischen den einselnen MesBungen 
war die Membran dunkel gehalten. Dann wurde 7 Minuten 
lang mit intenuvem roten BogenUcht bestrahlt und darauf 
abermab, wie Torhery die Abnahme der Rotempfindlichkeit 
yerfiilgt; die nunmehr gefundenen Werte lagen erfaeblieh 
tiefer als die aus der ersten Knr?e itür die gleidien Zeiten 
extrapolierten. Ans der Versehiebnng der beiden Karfenetloke 
gegeneinander und den NeigungsTirfaftltoiaseii Iftftt nch be- 
rechnen, da6 wahrend der eingeechobeaeB Botbelichtnng die 
Botempfindliohkeit am ebeneofiel abgenommen hal« wie ee in 
etwa der 8 — 4£achen Zeit im Dunkeln gesdiehea wftre. 

Sehr deutlich Iftßt Fig. 6 die Änderung in der Abfidl- 
geechwindigkeit der Orünempfindlichkeit durch Euiwiikong 
grftnen Bogenliehtes erkennen. Die Kunren stellen den seife* 
liehen Verlauf der durch grünes Bogenlicbt bewirkten Potential« 
und Widerstandsftnderuugen dar; seitweise wurde die Hembtin 
zwischen den einzelnen Beobachtungen im Dunkeln gehalten, 
empfing also grünes Licht nur w&hrend der kurzen Zeiten, die 
für die Messung notwendig waren („Membran im Dankeln"), 
zeitweise wurde sie dauernd grün belichtet bis auf die wenigen 
Sekunden, die für die Ablesung der Dunkelwerte von Potential 



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FhotoeUkirtMche £rsehemwtjfen am feuchten Jodeüber» 223 



uud Widerstand erforderlich sind („Membran im grüueu LichV'). 
Nullpunkt der Zeitskala ist Schluß der violetten Vorbelichtung; 
die Potentialänderungen A F sind in Millivolt, die Widerstands- 
äuderungen A H in Prozent des Dunkelwiderstandes angegeben. 

Aus den mitgeteilten Versuchen folgt, daß der auch schon 
im Dunkeln spontan stattfindende Ab£all einer durch violette 
Vorbelichtung erworbenen photoelektrischen Empfindlichkeit 
gegen rote oder grüne Bestrahlung durch Einwirkung intensiven 
loten bez. gr&aen Lichtes ganz erheblich beschleunigt wird; 
68 entsteht nun die Frage, ob eine solche Abnahme der 
Empfindliehkeit filr irgendeiBe Ferbe nur ersieit werdea 




Bis ^ 0 violette Vorbelichtuog. 



loMUi dank Beetnhliing mit dieier eelben Farbe, oder ob die 
Veriademngen der Jodaflbemieiiilmui, die in Lidit yon be- 
stimmter Wellenlänge geschehen nnd zur Uerabmindernng der 

Empfindlichkeit gegen Licht eben dieser Art führen, durch- 
gängig auch die Empfindlichkeit der Platte für die übrigen 
Spektralfarben von Rot bis Blau verringeren. Die Frage 
konnte im letzteren Sinne entschieden werden: es zeigte sich 
ganz allgemein, daß die Überschüsse der bestimmten farbigen Be» 
lichtungen zukommenden Potentialdifferenzen über die erUsprechenr' 
den^ an der nicht vorhelichteten bez. gut ansc/edunkelten Membran 
beobachteten rrte einander merklich proportional bleiben . wie 
auch immer durch Einwirkung irgendwelcher Forbelichtungen die 



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224 



ll.8choiL 



Empfindlichkeiten selbst geändert werden mögen. Insbesondere 
auch dann, wenn die Emptindlichkeit (tLr irgendeine Farbe 
durch Belichtung mit eben dieser herabgesetzt worden ist, 
wurde stets eine dementsprechende Abnahme ftir die übrigen 
langwelligen Lichtarten festgestellt. Zum Belege seien die 
folgenden Zahlen angeführt. Eine Membran ergab nach mehr- 
tägigem Stehen im Dunkeln bei Einwirkung von rotem bez. 
grünem Nemstlicht Potentialändenmgeny welche die Elektro- 
meterausschläge 0,02 bez. 0,27 hervorriefen. Dann wirkte eine 
Stunde lang intensives violettes Bogenlicht auf die Membran 
ein nnd erhöhte die Bknpfindlichkeit sehr erheblich ; die Elektro- 
meterausschläge waren nunmehr, durch Interpolation berechnet 
für einen und denselben Zeitpunkt, 0,88 für die rote und 
4^5 fttr die grOne Bestrahlung. Endlich wurde die Membran 
15 Minuten lang mit intensivem grünen Bogenlicht behandelt; 
danach iuiden sich, wieder für denselben Zeitpunkt^ Elektro* 
meterausschlSge Ton 0^16 bez. 0,90. Die oben erwähnten 
Überschüsse der Potentialftodeningen über die entsprecbendso, 
an der ausgedunkelten Membran beobachteten Werte sind also 
ftr die rote bez. grüne Belichtung 0,88 — 0,02 >■ 0,86 bei. 
4,26 — 0,27 n 8,08 vor Einwirkung des grünen Bogralichtes, 
und 0,15 — 0,02 » 0,18 bez. 0,90 — 0,27 » 0,68 nach eben 
dieser. Somit wird durch Bestrahlung mit Grfin dieser 
ÜberschuB herabgesetzt filr rotes Nenisiticht im Torhiltiii» 
0,86 : 0,18 » 6,6 : 1, ftr grünes Nemstiidit im Yerhlltnis 
3,98 : 0,68 b 6,2 : 1 ; die Übereinstimmiing ist also eine sehr 
gute. Hieraus darf unzweifelhaft der Schluß gebogen werden, 
dafi es nur ein einziger Stoff üt, dtr, im violetten Lieht gebUdet, 
die EmpfindlichheUtsteigerung im ganzen hngwelligen Spektral' 
bertich verursacht. 

12. Stellen wir die Tatsache, daß eine durch violettes 
Licht erregte photoelektrische Empfindlichkeit der Jodsilber- 
membran gegen rote, grüne und blaue Strahlung durch diese 
selbst vsneder vernichtet wird, neben die andere, aus der mit- 
geteilten Tabelle hervorgehende, daß die empfindlichkeits- 
steigemde Wirkung nicht nur dem violetten Licht, sondern, 
wenn auch in viel geringerem Grade, blauem, ja sogar rotem 
zu eigen ist, so werden wir den Schluß ziehen müssen, daß 
je nach den ümttänden, d, h. je nach dem „Erregungsxustandt^*^ 



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Fhotoelektriscke Jsirschemun^en am feuchten Jodsüöer, 225 

der Membran eine und dieselbe Farbe bald empfindlichkeitS' 
steigernd^ bald empfindlichkeitsvermindernd wirken kann. Dies 
zeigen auch die folgenden Versuche sehr deutlich für blaues 
Licht, Nach violetter Vorbelichtung fand sich die durch 
grüne Strahlung bestimmter Intensität verureaclite Wider- 
«;tandsabnahme der Jodsilberplatte zu 39,4 Proz. des Dunkel- 
widerstandes; 11 Minuten später, während deren die Platte un- 
beeinflußt im Dunkeln gestanden hatte, war sie auf 34,1 Proz.. 
also um 5j3 Proz., gesunken. Dann wirkte 10 Minuten lang 
blaues Bogenlicht, den W'ellenlangenbereich von 435 — 460 
umfassend, auf die Membran ein; eine Minute danach wurde 
d IV zu 26,9 Proz. bestimmt, war also in diesen letzten 
11 Minuten um 7,2 Proz. abgefaileo. Somit war die Abnahme 
von A für die gleiche Zeit kleiner im Dunkeln als im blauen 
Licht, obwohl im ersteren Fall J }F seibat größer war, d. h. 
Tendenz zn schnellerem Abfall haben mußte. Der empEnd- 
lichkeitoTermmdernde Einfluß der blauen Strahlung ist also 
unverkennbar, — Nachdem dann die Membran 24 Stunden im 
Dunkeln gestanden hatte, wurde, wieder ftlr dieselbe grflne 
Bestrahlnng» die WiderstandsAademng in 5,9 Vtoz, ermittelt; 
darauf &nd 10 Minnten danemde liinwirkoiig des blauen 
Idchtee der genannten Art statt, und nun hatte J W den er* 
beblich bAheren Wert Ton 17,0 Fh>s. erreicht — Endlich 
konnte festgestellt werden, daß durch Beetrahlung mit lieht 
bestimmter Intensitftt und Farbe schließlich sehr nahe der 
gleiche Empfindlichkeitssustand der Membran erreicht wurde, 
gleichgOltig ob man you hßheren oder niederen Werten der 
Empflndlichkeit ausging, ob also vorher violette Yorbeliohtung 
stattgefunden hatte oder nicht 

Die mitgeteilten Resultate gestatten die Vorstellungen Aber 
den Stoff, dessen Anwesenheit die Empfindlichkeitssunahme 
gegen langwellige Strahlung zugeschrieben wurde, etwas weiter 
auszubauen. Dieser Stoff, der nicht nur bei violetter, sondern, 
wenn auch in viel geringerer Menge, bei blauer, grüner und 
roter Belichtung hus dem normalen Jodsilber unter lieteiligung 
vielleicht des flüssigen Elektrolyten entsteht, verschwindet bei 
roter, grüner oder blauer Bestrahlung der Jodsilberraembrau 
schneller als in völliger Dunkelheit. Danach muß es wenig 
plausibel erscheinen, daß dieses Verschwinden des StoflV 

Aaiuü«ii dar Vhjük. lY. Folg«. 10. 15 



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226 



H. ScholL 



I 



der Membran dnrdi eine bloße Verbr^tang desselben in dem 
ganzen System Flfissigkeit-Jodsilber und eine entsprechende 

Herabsetzung seiner Konzentration auf unmerkliche Beträge 
verursacht werde; viel wahrscheinlicher ist es, daß schon spon- 
tan im Dunkehl und bescli leunigt in [den genannten Farbeu 
eine Umwanuiuiig des Stoffs statttiiidet, die man wohl als 
Rückbildung des Ausgaugsmateriales auffasstiu darf. Die gute 
Übereinstimmung der an der frischen Membran beobachteten 
Erscheinungen mit solchen, die sich bei derselben Flüssigkeits- 
füllung nach häutigen und langdauernden Einwirkungen yer- 
schiedener Strahlenarten zeigen, eine Ubereinstim inung, die 
.unter Berücksichtigung der freilich erheblichen Fehlerbreite 
sogar quantitativ gut genannt werden kann, gibt dem zuletzt 
gezogenen Schluß volle Begründung. Die in roter etc. Strah- 
lung erfolgende Beschleunigung der Rückbildung darf man 
wohl mit dem Dissoziationsvorgang, der ja die photoelektrische 
Kmptiudlichkeit bedingt, in Zusammenhang bringen. 

Schließt man sich dieser Auflassung an, so gelangt man 
zu folgender Interpretation der beschriebeneu Versuche. Einer 
bezüglich ihrer Intensität und Farbe bestimmten Strahlung 
kommt eine ganz bestimmte GlekhgmBkhithonzentrntion dee 
hypothetischen Stoffs za, die für die angewandten Lichtstärken 
im Violett am größten, im Rot am geringsten ist Wirken zwei 
Farben, so stellt sich eine Gleichgewichtakonsentration her, die 
swischen den für die beiden Komponenten gültigen Werten 
liegt; mischt man also dem Violett noch etwas JEtot bei, so ist 
die echliefllich erreichte Konzentration geringer als die dar 
reinen violetten Strahlung entsprechende. Daher iai es im 
Interesse der Erregung einer Membran zu krikftiger Bot- etc. 
-Empfindlichkeit durch violette Vorbelichtung notwendig, die 
violette Strahlung möglichst rein zu verwenden. Auf einem 
ganz andern Qebietey dem derPhosphoreszenzenegong und Aus- 
lÖBchung im Spektrum, wurde kttraUch von Hm. Dahms^) ganz 
Ähnliches gefunden; mit seinen Ergebnissen haben die im 
vorstehenden beschriebenen Versuche nach mehreren Sichtungen 
so auffallende Ähnlichkeit» daß die Erkl&nmg in beiden FiUen 
Ahnlich lauten kann. 



1) A. Dabms, Ann. d. Phjs. 13. p. 425. 1904. 



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FhotoelektrUche Mrsekeitmnffen am feuchten Jbdsiiäer, 227 

13. Es bleibt nun noch eine wichtige Frage zu entscheiden, 
die nämlich, ob in der ausgedunkelteu Membran die allerdings 
geringe Rot-, Grün- und Blaiiempfindlichkeit durch denselben 
StoS verui*sacht wird, dem die EmphndlichkeitssteigeruDg in 
diesen Farben nach violetter Vorbelichtung zugeschrieben wurde,- 
ob also die Gleichgewichtskonzentration dieses Stoffs für yöUige 
Dunkelheit noch merklich Uber Noll liegt, oder ob hier die 
Wirkiiü? auf einen anderen Stoff zur Beobachtung gelapgt. 
Die Empfindlichkeit der ausgedunkelten Membran nimmt durch 
intensive rote Bestrahlung nicht ab, sondern etwas zu; daraas 
iJso ist kein weiterer Schloß ra ziehen, als daß die Gleich- 
gewichtskonzentnition fOr rotes Lacht größer ist als für Dunkel» 
heit. Auf diesem Wege w&re eine Entscheidung nnr dann za 
ftUen, wenn gefunden wflrde, daß durch Einwirkung irgend- 
einer Liohtart die Empfindlichkeit der ausgedunkelten Membran 
deutlich herabgesetzt werden kann. Dagegen gelangt man zur 
Beantwortung der angeworfenen Frage durch folgende Über- 
legung. WSre die Empfindlichkeit der ausgedunkelten Membran 
durch den im violetten lacht gebildeten Stoff bedingt^ so mttßte 
man erwarten, daß die Empfindlichkeiten der Membran in ver- 
echiedenen Farben jeweils untereinander proportional bleiben, 
daß also diese Proportionalit&t nicht beschrinkt ist auf die 
Überschüsse der Empfindlichkeiten über die der ausgedunkelten 
Membran zukommenden Werte. Das aber würde heißen, daß^ 
durch violette Vorbelichtung die Empfindlichkeit in allen Farben 
im gleichen Verhältnis ansteigt. Und das ist auch nicht an- 
nähernd der Fall; während durch violette Bestrahlung die Rot- 
emptindlichkeit leicht auf das 30facbe gebracht wurde, erreichte 
die Blauempfindlichkeit höchstens das Drei- bis Vierfache. Es 
ist also ausgeschlosseD, daß derselbe Stoff in der ausgedunkelten 
Membran wie in der violett vorbelichteten die photoelektrische 
Emptindlichkeit bedinge, daB in beiden Fällen derselbe Prozeß 
im langwelligen Spektralbereich stattfinde; vielmehr ist anzu- 
nehmen, dafi es sich um zwei durchaus verschiedene Stoffe handelt, 
t>on denen der eine, wahrscheinlich das normale Jodid, im Violett 
Mehr große, im Blau, Orüri und Rot erheblich geringere Em- 
pßndlichkeit besitzt^ während der andere, durch violette Bestrah- 
lung entstehende^ das Maximum seiner JimpfindlichheU bei längeren 
M'ellen aufweist, 

15* 



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228 



U.SehoU. 



Dieser Schluß stellt uns vor die Notwendigkeit, ein Resultat, 
das wir aus früheren Versuchen abgeleitet hatten, zu revi- 
dieren. Wenn nämlich die hei längeren Wellen beohachteten 
Erscheinungen zum Teil einem Vorgang zuzuschreiben sind, 
der am normalen Jodid geschieht, und wenn, wie aus später 
zu beschreibenden Versiulieii unzweideutig hervorgeht, die 
photoelektrische Empfindlichkeit des normalen Jodids, wenig- 
stens für violette Strahlung, durch Znsatz freien Jods zur 
Flüssigkeit beti'ächtlich gesteigert wird, dann ist zu vermuten, 
daß auch die Zunahme, die oben (8) für die Rot- etc. -Em- 
pfindlichkeit infolge von Jodzusatz beobachtet wurde, einer 
Einwirkung auf das normale Jodid entspringt; und dann, kOnnto 
man glauben, dürfte ans den dort erwähnten Versuchen nichts 
weiter geschlossen werden, als daß durch Zusatz von Jod zam 
flüssigen Elektrolyten eine etwaige Empfindlichkeitsabnabme 
des im violetten Licht gebildeten Stoffs ttberkompensiert werde 
durch eine stärkere Empfindlichkeitssimahme des normalen 
Jodids. Es wflrde dann der Schluß unstatthaft sein, daß durch 
Jodznsatz die Konzentration jenes Stoffs nioht abnimmt, d. h. 
daß der Stoff selbst kein Joidttr sein kann. Aber diese Be- 
denken Terschwinden größtenteils, wenn man sich erinnert, daß 
auch nach ZufBgen von freiem Jod violette Vorbelichtnng eine 
krftftige Steigerung der EmpßDdliclikeit hervorbrachte, daß also 
auch jetzt noch die Bildung dieses Stoffs vor sich ging. Einen 
tatsftohlichen Beweis daflkr, daß Zaftgen von freiem Jod auf 
denjenigen Anteil der Empfindlichkeit, der verursacht wird 
durch den im violetten lacht entstehenden Stoff, keinen er- 
kennbaren Einfluß hat, wird man in den E<rgebnissen von Ver- 
suchen erblicken dürfen, bei denen die Abfiülgeschwindigkeit 
einer durch violette Vorbeliohtung hervorgerufenen Orünempfind- 
lichkeit, sowie die Einwirkung von zugesetztem freien Jod auf 
diese verfolgt wurden. Wie schon bekannt, ergibt der nach 
violetter Vorbelichtung beobachtete zeitliche Verlauf der durch 
grünes Nernstlicht erzeugten Potentialämierungen eine Kurve, 
die eine Unstetigkeit aufweist für den Zeitpunkt, in dem Zu- 
satz von freiem Jod statttiiuiet; Fig. 7 läßt diese Verhältnisse 
deutlich erkennen. Abszisse ist die Zeit nach Schluß der 
violetten Vorbelichtun^, Ordinaten die durch die ^rüne Nemst- 
lampenstrahluug hervorgerufenen Potentialäuderungen \ zur Zeit 



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Phoioehkin»ek0 JSnekehmnjftn am feuehtgn Jodsäber, 229 



/= 40' hat Zusatz von freiem Jod (n/4000 J^) stattgefunden. 
£9 seigt sich nun, daß die beiden Aste der Kurve beiderseits 
▼OD der Uostetigkeitsslelle gleiche Neigung beeitsen und nur 
gegeneunander verschoben sind, so daß ungezwungen ange- 
nommen werden darf, der sp&tere Teil der KoTTe sei die um 
einen konstanten Ordinatenwert erhöhte Fortsetzung des vorher-' 
gehenden. Eine Reaktion zwischen dem im ▼ioletten Licht 
gebildeten Stoff uud dem freien Jod müßte dooh die Abdskll* 
gesehwmdif^t der Ghünempfindlichkeit ftndem; da das, wenig- 
•lana in erkennharem Betrage^ nicht gesohidit, ist der Schluß 




Fig. 1. 



zu ziehen, daß freies Jod auf diesen Stoff' nicht einwirkt, daß 
also auch letzterer nicht einem Prozeß entstammen kann^ bei dem 
freies Jod beteiligt war. 

Nehmen wir vorstehenden Erwägungen gemäß an, daß 
Zusatz von freiem Jod lediglich denjenigen Anteil der photo- 
eiektnschen Empfindlichkeit erhöht, der dem normalen Jodid 
(bez. dessen höheren Jodieningsstufen) zukommt, so würde 
daraas zu schließen sein, daß die Empfindlichkeitssteigerung 
in nahe demselben Betrage noch an der ausgedunkelten Mem- 
bfiD, in welchem ja unseren Vorstellungen nach der andere 
empfindliche, im violetten Licht gebildete Stoff nicht mehr in 



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230 H, ScholL 

maßgebender Küiizentration vorliegt, beobuclitet wonlen muß; 
und das ist tatsächlich der FaW. Hei dem zuletzt lujgcführten 
Versuche wurde nach völligem Ausdunkeln der Membran eine 
Empfindlichkeit gemessen, deren Uberschuß über den unter 
sonst den gleichen Umständen in jodfreier Flüssigkeit auf- 
tretenden Wert ziemlich gut übereinstimmte mit der Ver- 
schiebung, welche die beiden Zweige der Abfallkarre infolge 
des Jodzusatzes erfuhren. 

Und noch eine weitere Folgerung fand, wenigstens teil- 
weise, Bestätigung. Wenn Jodznsfttz die Empfindlichkeit dee 
Jodsübers selbst eihöht, und wenn der am letzteren statt- 
findende Prozeß, wie doch anzunehmen ist, qnalitatiy im ganzen 
Spektrum in gleicher Weise verlluft, also im Grttn dasselbe 
liefert wie im Violett, dann muß man schließen, daß der Stoff, 
der in jodfreier Flüssigkeit Tonngsweise unter Einwirkung 
violetter Strahlung entstand, bei Anwesenheit freien Jods audi 
im grOnen Licht gebildet wird, daß jedenfalls hier seine Gleich- 
gewiohtskonzentration ungleich höher liegen muß als im jod- 
freien Elektrolyten. Und so scheinen in der Tat die Yerhftlt^ 
nisse zu liegen ; die folgenden Versuche fügen sich, wenigstens 
soweit die Widerstandsftnderungen in Betracht kommen, aus- 
gezeichnet in diese Auffassung ein. W&hrend an der aus- 
gedunkelten Membran in jodfreier Flüssigkeit grünes Bogen- 
licht eine Widerstandsabnahme von ca. 1 Proz. hervorbrachte, 
und dieser Wert nach 20 Min. langer Einwirkung der grünen 
Strahlung auf etwa l,5Pruz. anstieg, war in jodhaltiger Flii-^ij^- 
keit (///lOO KJ + n/800üJj) für dieselbe ausgedunkelte l'latte 
und für dasselbe grüne Licht J // = Proz. und erreichte 
infolge 20 Min. dauernder Bestrahlung mit diesem Licht 30 Proz. 
In jodfreier Flüssigkeit konnte also nur höchst geringfügige 
Steigerung der Grünerapfindlichkeit durch grüne Bestrahlung 
erzeugt werden, in jodhaltiger dagegen sehr bedeutende. — 
.Allerdings darf nicht verschwiegen werden, daß die Potential- 
änderungen sich keineswegs ähnlich verhielten; unzweifelhalt 
stieg in der jodhaltigen Flüssigkeit durch grüne Vorbelichtung 
die der grünen Strahlung ents])rechende Potentialänderung J V 
nicht auch wie J // an, sondern hei etwas ahl Kine Kr- 
klärung für dieses auffallende Verhalten, zu dem übrigens 
irgend etwas Analoges sonst niemals beobachtet warde» kann 



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FhotoeUhtrucht ßrsehnnungen am feuchten Jodtiiber. 281 

noch nicht gegeben werden. — Ganz den im örüu gemessenen 
J ^- und J Werten parallel verlaufen die im Bot und Blau 
gefundenen. 

Es mag hervorgehoben werden, daß auch in der jodhalti^^en 
Flüssigkeit eine durch violette Vorbelichtung erzielte Emptind- 
lichkeitsziinahme gegen grünes Licht durch eben dieses letztere 
schneller reniichtet wird als im Dunkehi; aber bei dauemder 
Einwirkung der grünen Strahlung bleibt^ wenigstens was die 
J Werte angeht, die Empfindlichkeit eben bei höheren 
Werten stehen, als sie es in jodfreier Flttssigkeit unter sonst 
den gleichen Umständen ton würde. 

14» Bisher war von den durch irgendeine Belichtung 
herrorgebrachten Potential- und Widerstands&nderungen der 
Jodsilbermembran die Rede, und es waren darunter stets Ter- 
ekanden die Verschiebungen, die Potential und Widerstand, 
nachdem sie konstant geworden sind, gegenüber den Dunkel- 
werten erfahren haben; es ist nun notwendig, den xeUUehen 
Verlauf wm AV und J IT ins Auge zu üsssen« FftUt auf eine 
Tioiett Yorbelichtete Membran etwa grOne Strahlung, so nimmt 
der Widerstand der Platte sofort, jedenfalls nach einer un- 
meftbar kurzen Zeit, einen bestimmten geringeren Wert an, 
der nun zunächst so langsame Änderung zeigte daß er für die 
6 — 10 Sek., die zu einer Widerstandsmessung erforderlich sind, 
alt konstant gelten dar£ Dauert aber die Einwirkung grttnen 
Lichtes an, so steigt nun langsam der Widerstand, da ja der 
grflnempfindliche Stoff verschwindet; aus Fig. 6 ist das zeit- 
liche Gesetz zu erkennen, dem der Merabranwiderstand folgt. 
Wird in irgendeinem Augenblicke die Belichtung unterbruchen, 
sc» steigt der Widerstand unmeßbar schnell auf denjenigen 
Wert tr^, den er vor der Grünbestruldung im Dunkeln zeigte. 
Soweit also der Widerstand in Betracht kommt, liegen die 
Verhältnisse einfach und bieten nichts, was nicht nach dem 
Frtlheren ohne weiteres verständlich wäre. Etwas anders ist 
es mit dem Potential und seinen Veränderungen. Auch hier 
findet die Einstellung beim Belichten sofort, d. h. in weniger 
als 10 Sek., der geringsten für die Ablesung des Elektrometers 
erforderlichen Zeit statt, und auch hier tritt bei andauernder 
Qrünbelichtung die bereits aus Fig. 6 bekannte Abnahme von 
J F auf. Aber das Potential kehrt bei Verdunklung nicht 



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282 



KSeholL 



sofort auf den definitiven Dunkel wert zurück, sondern es be- 
darf dazu einer längeren Zeit, die sich nach Minuten bemifit; 
Fig. 8 stellt dies dar für den Fall, daß die FlüssigkeitsfÜllung 
n/lOOKJ-Lösung ist Das erwähnte Verhalten scheint erheb- 
lich mitbedingt zu sein durch die Eonsentration der £J- 
Lösung; in n/1000 KJ ist es deutlicher aiifl|ge8procheii, ja, wenn 
als Elektrolyt eine KNO,- Lösung gewählt wurde, dann war 
die Erscheinung sehr frappant, eine Stunde reichte dann kanm 
zur Wiederherstellung des Dunkelpotentiales avSi obwohl der 
Widerstand hier ebenso sdmell wie sonst seinen definitiren 
Dunkelwert annahm. Bine ErUftmng, wenigstens soweit das 




Fig. 8. 

Bis I « 0 violette YorbeUchtang. 

Verhalten in konzentrierteren und verdünnten KJ-Lösungen in 
Betracht kommt, soll später berührt werden. Übrigens wurde 
nur bei großen Liclitstärken derartiges V)eobachtet; die geringen 
von der Nernstlampe gelieferten Intensitäten lieBen das be- 
schriebene Verhalten von A V nicht hervortreten. Die früher 
angegebenen Zahlen werte von A l\ die ja meist unter Ver- 
wendung der Nernstlampe erhalten wurden, sind nach diesei 
Richtung also nicht zu beanstanden; außerdem sind alle Werte, 
die miteinander in Beziehung gesetzt wurden, auf die gleiche 
Weise gewonnen, so daß ein etwaiger Felder bei allen im 
gleichen Sinne wirkt. Bei Benutzung der großen Lichtstärken, 
wie sie die Bogenlampe liefert, ist als J stets die maximale 



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Ph&iodMriiek^ Mrsehsumnffem am feuchten J&deÜber. 238 



bei Beliohtiuig drfolgsnde Ymchiebiuig de« Potentials aa- 
gegeben. 

Weiter sobeint es von Interesse, die BezieAwu^ ztmeeken 
der Lkhieiarke tmd dem Großen AT und AW^ festmstellen. 
Dies ist nicbt Isiohti da ja nacb violetter Vorbdiditang der 
Membran A Tnnd AWfta eine der weniger breobbaren Farben 
des Spektroms sebnell abnehmen, bis die sehr geringm, der 
ansgednnkelten Membran sokommenden Werte erreicht sind; 




Flg. 9. 

€MliibeUchtaiig in »/lOO KJ^ » 10 000 Ohm) d m 0,30 mm. 



somit ftndem sich die genannten Kurven fortwährend. Immer- 
hin gelang es, allerdings mit einem geringen Grade von Ge- 
nauigkeit^ dnrcb mehrÜEu^he Bestimmung und zeitliche Inter- 
polation soldhe einem und demselben Zeitpunkte angeh6rigen 
Karren zu gewinnen; diese sind dann benutzt worden, nm, 
wie das bei firttheren Zahlenangaben häufig erforderlich war, 
die Umrechnung auf andere Werte der Lichtintensitftt Torsn- 
nehmen. Fig. 9 stellt solche f&r den Zeitpunkt von etwa 
26 Ifin. nach Sdünft einer 40 Min. danemden Einwirkung von 



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284 



H. Schon 



violettem Lichte geltenden Kuryen dar^ die bei grüner Be- 
strahlung erhalten worden ; Abszissen sind die Aueechläge des 
mit der Thermoeftnle Terbundeneii Galranometers, Oidinaten 
HilliTolt bes. Prozent des Dnnkelwiderstandes. Die Terachie» 
denen LichtstSrken worden hergestellt dorch Einschalten Ter- 
schiedener feinmaschiger Messingdrahtnetie^ in das aos dem 
Eondensorsystem der elektrischen Lampe aostretende Strahlen- 
bttndel. 

Eonstmiert man aos den töx AV bes. AW geltenden 
Eorren solche, welche die Bexiehmg zwisehM eUesen Größen AV 
und AW selbst aosdrfld^en, so resoltieren stets sehr nahe 
gerade Linien. Und diese Geraden &ndem ihre Lage nur 
sehr wenig, wenn die Empfindlichkeit infolge VersohwindenB 
des dorch violette Vorbeliditung gebildeten StofEs geringer 
wird. Die einer bestimmten Lichtstärke zukommenden Werte 
AV und AW nehmen also derart ab, daß ihr Verhältnis nahe 
unverändert bleibt. Kiiiige Male schien es, als ob dieses Ver- 
hältnis allmählich etwas kleiner werde, insbesoiulere trat dies 
mehrfach auch dann hervor, wenn die ganz ausgeduiikelte 
Membran untersucht wurde; aber diese Messungen sind wem'g 
zuverlässig, da in diesen Fällen AV sehr gering und seine 
Bestimmung höchst ungenau ist. Würden die an der aus- 
gedunkelten Membran gefundenen Werte, wie das einstweilen 
immerhin noch möglich erscheint, sich gut einfügen in die 
Kurve, welche für die kräftig violett vorbelichtete Membran 
gilt, dann würde dies den 8cliluß nahelegen, daß in beiden 
Fällen die. gleichen Ionen wirksam sind, daß also durch grünes 



1) Als Filter von gleichinfiBiger Absorption im gansen in Betracht 
kommenden Spektralbereich fand ich allein solche feinmaschigen Draht- 
netze brauchbar. Die üblichen Rauchgläser sind izaiiz untauglich, da sie 
an den Grenzen des sichtbaren Spektrums stark selektiv abaorbieren; 
auch auf GIm eingebnumte Platinspiegel xeigen für Tenchiedene WelliD* 
Uqgen aooh deutlieh yencliiedene Werte des AlMorptiooakeefliaieBteii. 
Leider ^bt es im Handel nicht genOgend dichte« Nets Ar ttarke Ab- 
gorption; Aufeinanderlegen mehrorer dünner ist angängig, wenn man dip 
einzelnen etwas pegeneinander dreht und jeweils mehrere Millirriftcr 
Zwischenraum iä£t; so kann man bis zu einer Durchlässigkeit von etwa 
5 Proz. gelangen. Ähnliche von Luggiu vorgeschlagene Filter aus Gwe* 
Bohleieni aind weniger geeignet, da sie sidi mit der Zeit sn leiclit rer- 
Indem* 



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PhütoelelUnteke Enehmnmngen am feuehien Jbdiilber. 235 

Licht im normalen Jodsilber, das ja nach Früherem in der 
«isgedunkelten Membran rein yoriiegt, ein zu denselben End- 
produkten führender Dissoziationsprozeß ausgelöst wird wie in 
dem hypothetischen, darcb violette Vorbelichtung gebildeten 
Stofif. Jedenfalls steht damit in Einklang, daß Zosats Ton 
i^neiem Jod, das ja nach den entwickelten Vorstellnngen nur die 
Eknpfindliohkeit des normalen 'Jodsiibers erhöbt, die (JV, AWy 
Knrre nicht yerlegt; die hier gefundenen Werte ergehen 
Pankte» die anf derselben Geraden, nnr weiter vom Nnllpnnkt 
entfernt liegen , wie sie unter sonst gleichen Umstftnden in 
der jodfreien lÜflssigkeit hochachtet war. 

Von der Konzentration der KJ-LOsnng ist die (J F, A Wy 
Kiir?e auch ahh&ngig; sie scheint in n/lO KJ steiler so ver^ 
laufen als in n/lOO KJ (vgl. Fig. 8). Jeden&lls sind in kon- 
centrierter Litoang die Werte sowohl Ton AF wie von AW 
ganz erhehlich geringer wie in yerdttnnter; die [A r, A IFy 
Karre erscheint daher in ersterem Falle Yiel kttrzer für die 
gldche maximale Lichtstarke. Ob das damit zusammenhängt, 
da£ überhaupt der Dissoziationsvorgang durch die konzentrierte 
XJ- Lösung beeinflußt wird, oder ob der Grund darin zu 
suchen ist, tlaü die Bilduug des Stoffes im violetten Liclit von 
dieser Konzentration abhängt, konnte nicht entscliieden werden, 
librigens sei bemerkt, daß der Dunkelwiderstand der Jodsilber- 
schicht auch nach genügend langem Verweilen in den Lösungen 
nicht einmal annähernd dem Leitvermögen der Flüssigkeit 
umgekehrt proportional ist. So fand sich für eine bestimmte 
Platte in n/100 KJ gleich 9500 Ohm, in n/10 KJ gleich 
4000 Ohm; verschiedene Salzlösungen (KJ, AgNOg, KNO3) 
ergaben nahe die gleichen «7^-Werte, wenn die Leitvermögen 
der Lösungen gleich waren. 

In ganz erheblichem Maße hängt die Neigunpr der (A}'\ J//")- 
Kurven, also der Quotient AVjAlV^ von der Wellenlänge 
des einwiikenden Lichtes ab; Fig. 10 läßt dies aufs deut* 
liebste erkennen. Offenbar muß AVjAfy um so größer sein, 
je stärker die Strahlung absorbiert wird. Denn AV wird im 
wesentlichen bestimmt sein durch die Konzentration der 
Ionen in der oberflächlichen Schicht der Membran, und diese 
wird man um so größer erwarten, je größer das Absorptions- 
▼ermOgen des Jodsilbers ist Aber gerade dann dringt das 



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236 



U.SchoU. 



Licht nicht tief ein und vermag trotz bedeutender Erhöhung 
der Leitfähigkeit der obersten Schicht den Gesamtwider- 
stand nicht stark herabzusetzen. Die größten Widorstands- 
änderungen werden deshalb bei grüner und roter Bestrahlung 
beobachtet, obwohl gerade hier die Potentialftndenmgen sehr 
gering sind. 

Noch ein Punkt sei hervorgehoben, der für die Eieinheil 
der im grttaen und roten Licht auftretenden PotentialändemageB 
mitbestimmend ist. £ine Strahlung, die im Jodsilber so 
sdiwach absorbiert wird, daß sie an den beiden Qreniflächen 



der Membran annähernd die gleiche Intensität hat, kann Uber- 
haupt keine Potentialänderung beider Seiten der Membran 
herbeiführen, da keinerlei Unsymmetrie vorhanden ist. Nun 
gilt freilich diese Voraussetzung weder für grünes noch für 
rotes Licht, da die vielfachen Reflexionen im Innern der 
trüben Membran eine Abnahme der Lichtstärke bedingen; 
immerhin treten diese Farben noch mit merklicher Intensität 
aus der Membran aus, was bei Violett und Dunkelblau nicht 
der Fall ist. So kann es denn kommen, daß bei grüner und 
roter Bestrahlung die geringe Unsymmetrie, die durch den 
•ehwachen Intensit&tsabiaU des Lichtes in der Membran herbei- 



4« 




Fig. 10. 



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PhbioMUriiehe ErsdiMmmgeii am feudUm JodtUbtr, 237 

geführt ist, überwogen wird durch die in elektrolytisch erzeugten 
Membranen selbst gegebene Unsymmetrie, von der oben (5) 
die Rede war; und so erklärt es sich, daß in solchen Fällen 
die Potcutialänderungen gerade bei roter und grüner Be- 
strahlung mitunter das dem normaleu eutgegengesetzte Vor- 
zeich en hatten. 

tlber die Natur der Ionen, die in der Jodsilbermembran 
durch Einwirkung langwelligen Ldchtes erzeugt werden, ist 
einstweilen noch nichts anzugeben; hierauf wird im xweiten 
Teil nach Bespreduing derjenigen Enoheinnngen, die bei 
noletter Bestrahlung auftreten, kurz zurückzukommen sein. 

(PortsetKung im nfichsten Heft) 



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288 



2. Vber meUxUisehe OUterpolarisation, 
insbesondere ihre Anivendtmg mir JÜeuiung 
mikroskopiseher Präpara$e$ 
van Ferdinand Braun» 

mUnm Tkf, Dl-T, Piff. lt~14, 17.) 



In der ersten Mitteilung habe ich die Erscheinungen be- 
schrieben, wie sie im durchgehenden Licht sich darstellen. 
Ich gebe im folgenden die Forteetsiuig und Ergänzung der 
Arbeit. 

A. SMet&ubungagitter. 

1. BwfiekHsrU$ Licht Es bietet gar keine Schwierigkeitent 
nachzuweisen, dafi die Schwingungen^) paraUel den St&bchen 
fit&rker reflektiert werden als die zu denselben senkrecht er- 
folgenden. Ich habe dies mit dem frOher benutzten minera- 
logischen Mikroskop beobachten können, indem ich unter 
45** gegen die vertikale Achse des Instrunientcs geneigt ein 
Deckglasplättcheu unterhalb des Objektives anbrachte. Man 
läßt am besten polarisiertes Licht in horizontaler Richtung 
auf das Glasplättchen lallen und beleuchtet damit das Prä- 
parat. Als Lichtquelle dient ein Auerbrenuer oder eine elek- 
trische Bogenlampe. Sonnenlicht ist zu grell und stört durch 
unregelmäßig retiektiereride kleine Partikelchen. Die Er- 
scheinung ist sehr deutlich zu sehen, wenn auch die Hellig- 
keitsunterschiede nicht so erheblich sind, als im durchgehenden 
Licht Dies ist nicht zu verwundern, da man erwarten muß, 
daß die Schwingungen purallel den Stäbchen auch durch 
Joulesche Wärme stärker al)sorbiert als die andetPii. Zu 
dem Versuch ist weiter nichts zu bemerken, als daß mau bis- 
weilen zweckmäßiger von der Unterseite des Pr&parates reflek- 
tieren läßt, d. h. von da, wo das Metall eben und spiegelnd 
aufliegt 

1) Ich rede auch im folgendcu iinrner von den nächwingOAgen"} 
sie liegen senkrecht zur Polarisaüouscbene. 



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Metallische Güter polar üation. 239 

« 

Bequemer und auch ÜOr Btftrkere VergrSßenmgen yer- 
. wendbar ist der Zeisssche Vertikalillaminator (vgl. Fig. 6, 
§ 10). Er erfordert aber ftr starke Vergrdfierangen eine ziem- 
lich diffizile Aufstellung; ich komme darauf später zurück. Ich 

habe auch mit Olimmersion (2 mm, numerische Apertur 1,3) die 
Erscheinungen beobachtet, dabei nochmals das Verhalten gegen 
durchgehendes Licht verglichen, desgleichen, daß das Präparat 
mikroskopisch nicht auflösbar ist etc. — kurz diese Versuche 
bieten, außer den bisweilen etwas peniblen Aufstellungen, gar 
keine Schwierigkeiten. Ich habe sie auch mit Silber- und 
Palladiumgittem augestellt. Letzteres Metall scheint sehr 
gflustig zu sein; es gibt oft schöne breite Flächen. 

2. Phasejidifferenzeit. Die Frage, ob Phasendiflferenzen 
der parallel und senkrecht zu den Gitterstrichen hindurch- 
gehenden Schwingungen nachweisbar seien, habe ich schon im 
ersten Aufsatz dahin beantwortet, daß ich eine solche nicht 
nachweisen konnte. Es gelang, jede Stelle des Präparates, 
wenn linear polarisiertes Licht darauf tiel, mit einer gewissen 
Stellung des Analysators zur vollständigen Dunkelheit zu 
bhngen. Ich habe dies mit stärkeren Vergrößerungen und 
unter Benutiung einer Okularblende (um kleine Partien aus 
dem Bilde auszuschneiden) nochmals an vielen Stellen unter- 
sucht und bestätigt gefunden. 

Es fragt sich, was man hieraus schließen darf. Die Be- 
obachtung der Verdunkelung ist bei dem intensiven Licht der 
Bogenlampe, wie ich es benutzte, sehr empfindlich, solange 
es sich um Objekte bandelt, welche die Fläche (wenigstens 
der Okularblende) gleichm&6ig bedecken und ToUkommen durch- 
sichtig sind.^) Wenigstens konnte ich Glimmerschüppchen, 
die, im Newtonscfaen Farbenglas untersucht, zwischen dem 
vierten und fünften dunkeln Bing lagen und daher einen Gang- 
unterscfaied von etwa 0,01 X haben sollten, schon nicht mehr 
ToUkommen verdunkeln. 

Diese Empfindlichkeit IftSt aber nicht unerheblich nach 
bei Anwendung auf die Metsllxerstftubungen und wird dann 
weit Ubertrofl fen von deijenigen, welche man durch Benutaung 



1) Wenn die Gitter auf hellem Grund duukel erscheinen, ao ändert 
Drehung dee Analysators uui 2" das Bild schon sehr merklieb. 



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240 F. Braun, 

einer Gipsplatte (Bot erster Ordnung) erzielt, nm so mehr, ab 
die geSnderte f^buDg der kleinen Partien direkt neben dem 
nngeänderten Bot enter Ordnung nun Vergleich Torliegt 
Damit untersucht fand ich bei den benutzten Metallen: 

Platin, Silber und Palladium die Phasenänderung ^) durch Gitter- 
wirkung entgegengesetzt derjenigen durch Doppelbrechung. 
Man darf also mit Sicherheit schließen, daü eme von di-r 
Duppelbrechung verschiedene Erscheinung vorliegt. 

Davon zu trennen ist die Frage, ob die Gitterstäbcheo 
selber doppeltbrechendes Metall sind. Sie könnten dann, wenn 
sie gleichzeitig dichroitisch*) sind, auf die Helligkeit des durch- 
gehenden Lichtes direkt, und indirekt auf diejenige des reflek- 
tierten einen Eintiuß haben. Diese Frage habe ich nicht 
positiv entscheiden können. Ich glaube aber nicht, daß eine 
Doppelbrechung der Stäbchen vorhanden ist, welche den 
Charakter des Ganzen wesentlich beeinflußt Die Gründe für 
meine Auffassung sind die folgenden: 

a) Kundt hat bei den durch Kathodenzerstäubung her- 
gestellten Spiegeln von Silber starken Dichroismus gefunden, 
bei Platin, Palladium nnd Eisen dagegen keinen; für Platin 
ist dies anch durch einen Versuch des Hrn. Kämpf bestätigt. 
Ich dagegen finde für Silber, Platin nnd Palladium (Eisen 
habe ich nicht untersncht) immer eine untereinander wesentlich 
gleiche Phasen&ndening, welche außerdem der durch Doppel- 
brechung zu erwartenden entgegengesetzt ist.") 

b) Wenn gleichseitig Doppelbrechung vorhanden wSre, so 
dürfte man erwarten, daß die beiden sich entgegenstehenden 



1) Dm auf PhsMDftnderuug Bezügliche werde ieh yoranirifllitlieh 
•pftter gesondert sasammenstdleii. 

8) Diehroitiieh sollen im folgenden diejenigen Körper genannt 

werden, welche aus natürlichem w('iß<'n Licht mehr oder weniger pohiri- 
siertes, gefärbtes oder ungefärbtes, ausschlit tilich oder ganz überwiegend 
dadurch macbeu, daü das nach ^ vun»chiedenea Richtungen »chwingeude 
Licht verschieden stark absorbiert wird. 

8) Bei einer KopfenerstAubiing finde ieh Pertiea, weldie lieh 
vwiioben Nieob nieht verdunkeln lauen (Phasendiflferens aber wie die 
von Gitterpolarisation) und kaum merkliche Gitterpolarisation zeigen. 
Diese Schicht Aö>i«Y/^ doppeltbrechend sein. Ich planbe aber eher, daß 
die Phaaenditferenzen durch Gitterwirkung weni^^er t^turk vom Abstand, 
der Striche beeinflußt werden als die Gitterpoiari&atiou selber. 



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MetaUüchB OittgrpolarUation, 



241 



Phasen&ndenmgen auch einmal so sor Oeltnng kimen, daß 
diejenige der Doppelbrechung überwöge; ich habe das aber 
bei den Tielen Ton mir jetst geprüften Objekten niemak be- 
obachtet. 

c) Es sind in allen Mparaten große Flftchen in der Mitte 
▼orhanden, die mit znsammenhlngendem Metall bedeckt sind — 
in ihnen sollte man anch Dopp^brechnng Terrnnten, ich habe 
sie aber nie gefanden« Wo sich etwas zeigte, was wie Doppel- 
brechnng anssah, war auch immer |,DepoIarisation'^ Torhanden, 
d. 1l die Stellen wurden auch im Asimut 0* und 90^ zwischen 
gekreuzten Nicols nicht dunkeL 

d) Ich habe endlioh ebenfalls Tergeblich in den Platin* 
schichten, welche durch das Magnetfeld keilförmig weggeblasen 
waren, nach Doppelbrechung geBucht. Das Platin ist dabei 
bis zum Schmelzpunkt erhitzt worden. Ohne Anwendung des 
Magnetfeldes zieht es sich nämlich zu Tröpfchen zusammen, 
welche sich in das Glas einschmelzen und die beiden Platten, 
zwischen denen sie liegen, fest zusammenkitten. 

Ich glaube, daß wir danach zunächst an der Annahme 
festhalten dürfen: Die Gitterstäbe beeinflussen die Erschei- 
nungen nicht durch etwaige Doppelbrechung. Will man das 
Ganze als Dichroismus bezeichnen, so wäre es ein Dichroismus 
ohne Doppelbrechung. 

h. Mikroskopische Präparate, insbesondere mit Qold gefilrbte. 

3. Auberordentlich viel schwieriger wurden die Versuch© 
mit diesen. Hätte es sich nur um eine Erklärung des „Di- 
chroismus" solcher goldgeförbten Präparate gehandelt, welche 
man je nach Geschmack annehmen oder ablehnen kann, so 
würde ich mich in Anbetracht der großen Schwierigkeiten 
Toranssicbtlich mit der Wahrscheinlichkeit meiner Auffassungen 
begnttgt haben. Die Frage aber, ob man berechtigt ist, aus 
dem optischen Verhalten metallgefibrbter organisierter Präparate 
einen Schluß sn sieben auf deren submikroskopische Struktur, 
schien mir so wichtig, daß ich mich zu einer absolut sicheren 
experimentellen Entscheidung gedritngt (lüilte, — und ich 
glanbe, daß dieselbe erledigt ist 

Wenn eine praktisch yerwendbare Methode ersielt werden 
soll, so muß man imstande sein, mit dem nnwftnderten Prft- 



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242 



F» Mrautu 



parat und, wenn möglich, unter lediglicher Verwenduüg daroh* 
fkllenden Lichtes seine Beobachtungen anzustellen. 

Das früher von mir benutzte Verfahren der Verkohluug 
ist häufig unausführbar; es zerstört außerdem die feineren 
Strukturen und endlich ruft der (rdÜioh durchscheinende) 
Kohlenstoff schon selber Erscheinnngen der GitterpolarisatioD 
hervor. Das Verfahren genügt also nicht den zu stellenden 
Anforderungen. 

4. Die Schwierigkeiten, welche die oiganischen Pr&parate 
machen, sind wesentlich zwei: 

a) Die Gkswebe zeigen Doppelbrechung, und dies scheint 
nicht die Ausnahme, sondern die Begel zu sein, was auch 
nicht Terwundem kann, da man bei ihnen immer diejenige 
Doppelbrechung erwarten muB, welche aus der anisotropen 
Anordnung isotroper Elemente („Hicellen'^) folgt ^) Diese 
Doppelbrechung fiberlagert die Oitterpolarisatlon. Eine roll- 
stftndige Auslöschung durch einen Analysator ist daher nicht 
möglich, und die Frage, ob , J)ichroismuB" vorliegt, auf diesen 
Wege nicht zu entscheiden. 

b) Aber auch wenn man denken könnte, durch Verwendung 
sehr feiner Schnitte den Einfluß der Doppelbrechung praktisch 
zu annullieren, so bleibt die Kompliziertheit der Bihler störend. 
Sucht man im ganzen mikroskopischen Bilde eine kleine Stelle 
zu fixieren und ihre Helligkeitsänderung zu verfolgen, so wird 
die Umgebung und deren Helligkeitsänderung Rehr lästig, so 
daß man höchstens ein Urteil über da^ Verliulteii des an- 
visierten Punktes relativ zu seinci Unii^olniiii^ gewinnt. Einzelne 
Partien aus dem Bilde aber mit einer Okularblende heraus- 
zuschneiden und für sich zu verfolgen, ist j^leiehfalls kaum 
durchführbar. macht sich außerdem iiuch als Übelstand 
geltend, daß wir keine ebene Anordnung mehr vor uns haben; 
dies gilt insbesondere für den Retiexioiisversuob : der letztere 
leidet endlich noch unter technischen Srliwierigkeiten, Kleinig« 
keiten, die mich aber sehr lange aut^'ehalten haben. 

5. Ich führe die Untersuchungen durch an einem Objekt: 
den galdgefärbten Fa^^'rn von Fichtenholz (meistens Tangential- 
und iUdialscimitteuy d. h» das Objekt ist ein der Adise des 

« 

1) F. Braun, FI171. Zeittohr. ^ p. 190. 1804. 



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MeitdUtehe OäUrpolariiation, 



248 



Stammes paralleler Schnitt, senkrecht zu der Richtung des 
Eadius oder in derselben). Wird ein solches Präparat zwischen 
gekreuzten Nicols bei ca. 80facher Vergrößerung in verschie- 
dene Azimute gedreht, flO zeigt sich ein durch die Mannig- 
faltigkeit der ZeichniiDgy wie die Pracht nnd den Wechsel der 
Farben ebenso erfreuendes, als zur Deutung wenig einladen- 
des Büd. 

Einzelne SteUeQ scheiden bald aus: sie ändern sieh nicht; 
ein Teil derselben deutet sich als Luftlöcher. 

Wir lassen den Analysator (oder Polarisator) weg und 
benutzen durch rotes Glas hergestelltes » nahezu homogenes 
lacht Einzelne Präparate werden dann iast ganz dunkd, 
wenn die Schwingungen parallel den Fasern laufen; an anderen 
ist die Verdunkelung weniger ausgesprochen; an wieder anderen 
Terhalten sich verschiedene Partien Tersohieden, einzelne werden 
stark, andere weniger dunkel. 

Achten wir aber nicht mehr auf den Charakter in toto 
(ob hell, ob dunkel), sondern auf gewisse Streifen, so zeigt 
sich bei allen gemeinschaftlich das Folgende (vgl. Fig. la, \by) 

Schwingungen, senkrecht zu den Fasern, zeigen das Bild 
von B'ig. 1 a: auf sehr hellem Untergrund ganz feine Linien. 
Für Sclnvingungcu pLirallel den Fasern verdunkeln sich die 
/wischen den feinen Linien gelegenen Stellen, gleichzeitig ver- 
breitern sich dieselben (Kig. 1 ö). Im blauen Licht zeigt sich 
qualitativ das Gleiche, aber viel weniger ausgesprochen (Fig. 2 Z»). 
Die zwischen den Streifen gelegenen breiteren Flächen zeigen 
an einzelnen Stellen die gleiche Erscheinung, im allgemeinen 
aber schwächer; dies variiert für verschiedene Stellen und 
Präparate. Beim gezeichneten Objekt ändert sich im Blau 
durch Drehen des Objektes so wenig, daß wir nur die Ab- 
bildung für die faserparallelen Schwingungen g»'ben. 

Wir deuten dieses Bild so: in den breiten Flächen d 
(Fig. 1 a) befinden sich Metailgitter von geringer Tiefe; wir 
sehen nahezu senkrecht auf die Gittertiäche; die Abstände 
der Streifen sind derart, daß die Gitterwirkung für die längeren 
Wellen des roten Lichtes stark, dagegen fOr Blau schon 

1) Di6 Zeiebnnogen hatte Hr. Dr. Hannig die FramdUchkeit mir 
ansofiBrtigeD. 

16* 



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244 



F, Brau», 



schwach ist. In den Streifen ß (Fig. 1 6) dagegen sehen wir 
auf ein Gitter, welches eine größere Anzahl Stäbchen hinter- 
einander aufweist; die Gitter sind dort — schematisch ge- 
sprochen — schräg gegen Lichtstrahlen gestellt; wir he* 
kommen sehr starke Gitterwirkong im Bot, aber auch noch 
recht bemerkliche im Blau* 

Der Botaniker bestätigt uns die Richtigkeit der Auf* 
fibSSUDg. Die Streifen sind die Zell wände der Tracbeiden. 
Fig. 4 gibt einen Querschnitt durch Fichtenholz (nach Knji 
botanische Wandtafehd, Tai LI; Verlag von Paul Parey, 
Berlin). 

Die Frage, ob und wo das Licht als nahexa lineare Sobwingong 
das PrftiMirat verlfiBt, zu beantworten, geben wir bald auf. 
Es zeigt sich ein su Yerschiedenes Verhalten der nahe bei* 
einander gelegenen Stelleo. 

d. Bisher war das rote und blaue Liebt durch gefUrhte, 
gut ausgesuchte Glftser hergestellt. Wir finden eioeBest&tiguug 
unterer Deutung ab Gitterstruktur, indem wir ein objektives 
Spektrum entwerfen und in dessen Farben die Beobachtungen 
wiederholen. Die Deutlichkeit nimmt in den reinen Spektral« 
fiirben stetig ab mit abnehmender Wellenl&nge. 

7. Wenn unsere Auffassung richtig ist und wenn wir die 
Zellwände einmal schematisierend durch ein einziges ebenes 
Gitter uns dargestellt denken, so müssen wir erwarten, in 
Präparaten Stellen zu finden, wo das Licht, parallel zu Jeu 
Stäben schwingend, au schräg geneigten Gittern nach oben 
retlektiei t wird, wie Fig. 4 erläutert. Eine solche Stelle müßte 
sich, lalls das reflektierte Licht noch vom Objektiv aufgenouinien 
wird, als ein Streiten zeigen, welcher in seinem Polarisations- 
zustand gerade das untgekehrte Verhalten zeigt, wie die uiideren 
Partien. 

In der Tat finden sich die gesuchten Stellen. VS'ir heob- 
acliten am besten (wegen der Konstruktion des Ab besehen 
Heleuchtungsapparates) mit natürlichem Licht. Wir benutzen 
in ihm, nach Entfernung des Nicols, eine möglichst kleine 
Blende, so daß wir eine nahezu punktförmige Beleuchtung^- 
quelle haben, wendeu schräge Inzidenz an und beobachten 
mit dem Okularnicol. 

Mit dem Trookensjrstem F gelang es mir gut, die hlr* 



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MetaUUehe GiUerpolaritation, 



245 



scheinung zu finden. Man stellt am besten zunächst scharf 
ein auf die oberste Fläche des Objektes und schraubt dann 
das Objektiv herunter, bis ein solcher Streifen möglichst scharf 
ist (den man als hell im entsprechend gestellten Okulamicol 
erkennt). Icli fand dann mitten in Partien, deren Licht senk- 
recht zu den Fasern schwingt, scharfe, (auf deutliche Sehweite 
geschätzt) ca. ^4 breite Streifen, deren Licht parallel den 
Fasern schwingt. Sie springen mit Drehen des Nicola ans 
sehr Hell in £ut ganz Schwarz um. 

fiewegt man die Lichtquelle (Inzidenz) senkrecht zu den 
Fasern, so Ändert sich Helligkeit und Qe$taU des Mikroskop« 




Fig. 4. 



bildes. Um vor Täuschungen bewahrt zu sein, bewegen wir 
die Beleuchtungslinse auch in der Richtung der Fasern. Dies 
bewirkt nur eine gleichmäßige Helligkeitsänderung, ruft aber 
kein verändertes Aussehen des Bildes hervor. 

8. Wir sind damit schon auf den ReHexionsversuch ge- 
kommen. Meine Bemühungen aber, denselben mit senkrechter 
Inzidenz zu erhalten, wie es mit dem Zerstäubungsgitter sehr 
leicht war, wollte nicht gelingen. Ich habe es mit Präparaten, 
die ich mir selbst hergestellt hatte, mit schwächeren und mit 
starken Vergrößerungen versucht; ich fürchtete, durch ReHexe 
an den Objektträgern getäuscht zu werden und die Super- 
position eines Bildes im reflektierten mit einem im durch- 
gehenden Licht zu beobachten; ich habe daher Präparate ganz 



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246 



F, Brom, 



frei über einem kleinen, in einer Messingplatte angebrachten 
Loche ausgespannt, alles ohne Erfolg. An einzelnen Stellen trat 
die erwartete Erscheinung auf; es zeigten aber andere Stellen 
entgegengesetztes, wieder andere gar keinen Unterschied. Störend 
waren dabei viele sehr lebhaft glänzende Punkte, deren Retiexe 
weder durch Einbetten in Cedernholzöl (n = 1,51), noch in 
Cassiaöl (dessen Brechungsexponent 1,58 dem der üolzfaser 
am nächsten steht ^)) zu entfernen waren. 

Man muß natürlich erwarten (das Vorstehende zeigt 63 
schon und man bestätigt es^ indem man ein Präparat wie ein 




Wcchsclstrombogenlnnipp 20 Amp. 
Brennweite von und je 8 cui; 
S NIeol drahbar mit Am A\ 
DiAphnigma bat 0,6 cm DarduDCiier; 

0 Objekt I Die aoftelkBidflii StnUcn sind 
B BUd J nicht gans flölrt% gesdoluiet; 
F event. farbige Platte. 

Fig. 6 (in den weeentUchen T«ilen V« nat Größe). 

Gitter im Spektrometer beobachtet), daß das Licht nach allen 
Seiten bei der Reflexion zerstreut wird. Ich habe daher die 
folgende Anordnung gewählt: 

Im Mittelpunkt einer halbkugelförmigen, an der Kugel- 
flftche Tersilberten Linse von 6 cm Durchmesser (vgl. Fig. 5) 

i) C. Corrent, Pringsbeima Jalirbücher f. wimmach. Botanik 43. 
p. S8S o. 318 1891. 



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Metallische GüterpoiarüaiioH, 



247 



ist das Präparat mit etwas Cedernholzöl angeklebt Durch 
die 3 mm weite kreisförmige ÖÖnung fällt polarisiertes 
Licht auf dasselbe. Als polarisierende Vorrichtung dient der 
Objektivnicol eines Zeiss sehen Mikroskopes (alle mir sonst 
unter die Hände gekommenen Nicols „schlugen" beim Drehen), 
weiches nach Entfernen des Tubus horizontal umgeklappt ist. 
Alles vom Präparat zurückgeworfene Licht kommt wieder im 
Bildpunkt B zusammen and ein großer Teil desselben tritt 
in die Luft aus. ^) 

Ich hüflfte, wenn ich einen großen Teil des durch das Bild 
gegangenen Lichtes auffangen würde, dasselbe f&r die den 
Fasern parallelen Schwingungen heller zu sehen als für die 
dazn senkrechten. Aber alle Versuche in dieser Eichtling 
(indem ich z. B. mit einer sehr starken Lupe oder mit meinem 
kurzsichtigen Auge beobachtete oder ein kleines StückcheA 
Paraffin — wie beim Jo lyschen Photometer — oder einea 
fluoreszierenden Körper mit dem im Bilde koiiTergierendea 
licht beleuchtete) waren olme klares Restütat 

9. £fersteihmff der Präparait. Ich konnte den Mißerfolg 
nur noch in meinen Präparaten suchen. Sie waren nach der 
▼on H. Ambronn*) angegebenen Weise geflirbt und zeigten 
im dnrchfidlenden Licht die dort beschriebenen ESrschsinangen, 
wenn auch nicht so schOn, wie ein mir Ton Hrn. Ambron n 
seiner Zeit geschenktes Präparat La reflektierten aber stOrten 
die vielen hdlglftnzenden, schon erwähnten Punkte , welche 
metallisches Gk>ld sein mußten« 

Ich habe dann Hdlzer der Tcrschiedensten ProTenienz, 
solches, welches lange in Glyzerin und Alkohol gelegen hatte; 
Infttrockenesi das nie mit chemischen Agentien znsammen ge» 
kommen war; frisch ans dem lebenden Stamm geschnittenes; 
femer Terschiedene Sorten Gedemholz Tersncht. Ich habe 
Holz vorher nitriert, anderes mit Chlorhydratlösung 24 Stunden 
lang behandelt; ich habe das Goldchlorid künstlich verun- 



1) Wurde das Silber der Belegung an einer dem Rand selir benach* 
btttn Stelle «DtUBfnl, ep sah ieh dieelbst nichte Tom Plrlpust Yer» 
eUbeite gUsenie Abdanpftduden geben oft ench gaas leidlicbe Bilder; 

ieh habe aber bei qriUeren Versuchen die Halbglask ugcl vorgezogen. 

2) H. Ambronn, Sitzungsber. d. k. sftcha. Akad. d. Wiflseosch^ 
7. Desember 1896. p. 6 des Sejmratabiiigee. 



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248 



F. Braun, 



rdiugty ich habe die HolxBchnitte teils trockeD, teik unter 
Wasser der lidhtwirkiuig ansgesetst etc. — alles Teigebens. 

Ich bin daher auf das — aus etwa zehn Hahschnittchen 
bestehende — Präparat zorackgegangea , weLchee ich seiner 
Zeit von Hm. Ambronn als Geschenk erhalten hatte und 
habe mit diesem alle Versnohe gut durchführen können. 

Es war aber natttrlich uDbefriedigend , auf diese wenigen 
Präparate, die dann ünika waren, angewiesen zu sein. Auf 
meine Anfrage bei Hrn. Ainbronn, ob ich nicht noch von 
seinen früheren Präparaten einige erhalten könne, schickte er 
mir in liebenswürdigster Weise das einzige, welches er noch 
besaß. Es enthielt drei Öchnittchen — und auch diese zeigten 
das erwartete Verhalten. 

Ich bekam dann später eine große Zahl von ihm neu 
hergestellter gefärbter Schnitte (die in Tab. II als B bezeichnet 
ist von demselben), und er teilte mir lolgeudes mit, was ich 
mit seiner Erlaubnis veröffentliche: 

,,Der eine Teil der übersandten Schnitte hat mehrere 
Tage in etwa 2 proz. Goldchlorid gelegen und ist dann nach 
dem Trocknen (und Belichten?) ausgewaschen worden. Bei 
diesem Verfahren erhält man, wie Sie sich jedenfalls selbst 
schon überzeugt haben, sogenannte vergoldete Schnitte; sie 
feigen MetaUglanz und die Membranen besitzen gar keinen 
oder nur wenig bemerkbaren Dichroismus. Woher dies kommt, 
darüber habe ich nur Yermatangen, jedenfalls ist der Miß- 
erfolg bei diesem Verfahren vorauszusagen. Noch rätselhafter 
ist das Eintreten der intensiven Färbung mit starkem Di- 
chroismus bei bloßem Benetzen oder Bestreiehen mit Gold* 
chloridlOsong. Man schttttet am besten ein paar Tiopfon der 
LOsnng auf das Hole (ein größeres StUok, ans dem man nach- 
her die Schnitte macht) imd verteilt die Flttssigkeit mit einem 
Glasstab oder Pinsel; dann Iftßt man das Holz ein paar Tsge 
troeknen; dabei tritt meist nur eine leichte F&rbnng oder auch 
gar keine auf; bringt man dann aber das Holz unter einen 
krftftigen Strahl der Wasserleitung, so tritt nunmehr die 
schönste Fftrbung oft in wenigen Minuten ein, und zwar am 
besten, wenn man in der Sonne trocknet Beim nochmaligen 
Auswasehen unter der Wasserleitong sind die Farben noch 
intensiver. Diese Beobachtungen hatte ich rein durch ZulUl 



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Ms tall U e he OüterpaUiruatiaiL 



249 



gemacht. Ich versuchte nun die Färbung zu beschleunigen, 
indem ich gleich nach dem Bestreichen mit Goldchlorid auf 
einem beißen Ofen trocknete und nach einer Stunde etwa das 
Wasser möglichst kalt aufströmen ließ, es trat dann die Färbung 
fast sofort ein, und sie wurde nach nochmaligem Wiederholen 
dieser Prozedur immer intensiver, so daß man etwa im Laufe 
weniger Stunden sehr schön gefärbte Hölzer hatte, aber die 
Färbung war fast niemals so gleichmäßig, als wenn dieses 
Verfahren auf mehrere Tage ausgedehnt wurde. Aach der 
Dicbroismus war bei der schnellen Färbung lange nicht so 
stark als bei der allmählichen. Die Art des Holzes ist dabei 
fast gans gleichgültig. Ich habe wegen der Gleichmäßigkeit 
der Fasern allerdings meist Fichtenhols zu den VersiiGheii 
genommen. Es scheint somit, daß hauptsächlich Temperatur- 
und Feuchtigkeits Wechsel die intensife F&rbuig herbeifidirt; 
bleiben die HolsstAcke in der Ldsong liegen, so tritt jeden* 
lalls etwas gans Anderes ein. Jai die Färbnng bei dem ersten 
Venacih nur blafi «asge&Uen, aber trotzdem deutlicher Di- 
chroisrnns vorhanden, so kann man nunmehr anf noch ein- 
&cbere Weise die flbrbnng nnd den Didhroismns verstfirken; 
nämlich dadnrdi, daß man nochmals ein paar Tropfen Gold- 
cUoridlSsang anf das Holz bringt und langsam trodmen Iftßt 
Schon nach etwa ein oder zwei Standen ist dann eine viel 
intensivere Fftrbnng Torhanden.'' 

loh ikhre nnn fort mit der Beschreibnng der an solchen 
Pr&paraten gewonnenen Resnitate. 

10. Der mikroskopische J7«;f8SKr£9iuo«rf lieft. Die starke Zer- 
streanng des reflektierten Lichtes wies Ton yomherein auf die 
Benutzung von Objektivsystemen mit sehr großer Apertur 
hin. Die Versuche sind alle gemacht mit der Olimmersion 
'J inuij deren Apertur (1,3) Straliicn, die etwa IHO" miteinuuder 
(also 65^ mit der Mikroskopachse) einschließen, noch zur Bild- 
erzeugung heranzieht.') Dieses System gestattet auch gut die 
Auwendung des Vertikalilluminators. 

Die Präparate waren in Canadabalsam unter Deckglas 
eingebettet. Störende BeÜexe vom Objektträger habe ich nicht 



1) Die bennlite VeigrSßennig wir mtiitans 580-, bisweilen auch 
10iO£uili. 



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250 



Braun. 



bemerkt Anfangs habe ich denselbeii noch auf einer zweiten 

Glasplatte befestigt und den Zwischenraum swischen beiden 

mit Cedernhülzöl ausgefüllt, also die reflektierenden Stellen 
weiter vom Objekt ontttriit; das scheint aber unnötig zu sein. 

Mit einem Auerbrenner als Lichtquelle gelang es mir 
bald, Stellen zu finden, welche die gesuchte Erscheiiiung zeigen. 

Bessere Bilder erhält man mit elektrischem Bogenluiit. 
Da die Aufstellung ziemlich diffizil ist, gebe ich die voll- 




B Gleiciistrombogeiiiuiiipe (12 Anip ); vertikal (uüd horizootal) verschiebbtf 
mit Tii«b; 

D Diaphragma von etwa ?, cm Durchmesser (unweseutlich) ; 
L Linse yon 7 cm Breuuweite, 4 cm Durchmesser, abgeblendet auf 1,8 cm; 
tie I«t mit Trieben Tertikiil und horliootal TerwhlebW, ao daft rf« lentrieit 

bleibt bei horizontaler Sohicbung; 
V Vortikalilhiniiriator (total reflektierendes Prisma); 

JPj Pappschirm; er wird abwechselnd vor die ÖÜuaug des Tubus gescbobeo 

oder vor die matte Glaaolielbe O {wog, SaliBglaa); 
P, pa&<<rnri irgendwo angobiaditor SoUm ala Sdiati fQr die A^gm; 

N Oktilariücol. 

Der unterhalb des Objekttibches befindliche AbbOsohe Beleuohtungsappant ist 

in der Zeichnung ufggelasseo. 

Fig. 6. (V».) 

sttndigen Maße an, die ich benntEt habe (vgl. Fig. 6) and be- 
merke dasa nooh folgendes: 

Das ganze Beleudbtangssystem Ar den Tertikalilliiiniaator 
mnß gut zentriert sein. Man zeichnet ndi am beetMi nut 

langen Linealen die Verlängerung des Lampenkastens anf den 

Tisch auf, sucht die Mittellinie und stellt in diese die Offiinng 

des Mikroskoptubus. Der von der (zweckmäßig mit Mattglas 
bedeckttiiij Linse L erzeugte Liciitkegel fülle diese OffiMMV 



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MetaUUelie GitUrpolarisaiian, 



251 



einigermaßen aus. Man stellt zunächst im duicbfalienden Licht 
scharf ein, geht dann zum reflektierten über, sucht die passende 
Neigung des Prismas, desgleichen die beste Stelle der Linse L, 
welche deshalb horizontal und vertikal mit Trieb verschoben 
werden kann. Hat man ein leidliches Bild, so geschieht die 
letzte Kinstellaogi indem ein Gehilfe die Bogeuiampe hebt 
oder senkt. 

Die Faserrichtung des Präparates wird in das Azimut 45^ 
gegen die Eeflexionsebene des Prismas (and damit auch des 
Beieachtnngsspiegels) gedreht Dadurch wird der Einfloß der 
teilweisen Polarisation dieser Beleuchtungsrornohtungen auf 
das Resultat vermieden. 

Dieees Azimut braucht nach meiner Erfahrung im all- 
gemeinen nicht streng eingehalten zu werden; aber anderer- 
seits darf man sich nicht zu weit von ihm entfernen, da, wenn 
die Lichtkomponente parallel den Fasern durch geändertes 
Azimnt abnimmt, gleichzeitig die zu den Fasern senkrechte 
znnimmtb 

Die Beleachtung geschieht mit natürlichem lacht, die 
Beobachtimg im polarisierten Licht lediglich mit dem Oknlar- 
niool Das Okular hat zweckmftfiig ein Fadenkreuz. 

Man suche in der Durchsicht (am besten zunächst mit 
schwächerer VergröBemng] eine passend scheinende Stelle 
heraus, dann mit Ölimmersion wieder eine kleinere Partie, 
welche n-öglichst ein&che Zeichnung bietet und welche mit 
Verstellen des Objektives nicht zu sehr gegeneinander ver- 
drehte fiilder aufweist. 

Für das reflektierte Lieht stellt man meistens am besten 
auf die oberste Schicht oder deren Nfthe ein. Das reflektierte 
Bild sei ruhig und möglichst frei von metallisch leuchtenden 
Pünktchen. 

11. Die Figg. 7 Süllen eine ungefähre Anschauung 

Tom Charakter des Gesehenen geben; das auffallende Licht ist, 
soweit nichts anderes erwähnt ist, weiües. Nur die Partien 
zwischen und sind einigermaßen wiedergegeben ; 

aber auch sie können auf richtiges Detail keinen Anspruch 
machen, ebenso decken sich nicht alle identischen Punkte in 
den verschiedenen Zeichnungen. Die volle Überzeugung kann 
nur eigenes Beobachten geben ; am besten, indem man einen 



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252 



J;\ Braun. 



Punkt, etwa am Fadenkreuz fixiert und nun rasch hinter- 
«inander das Bild im durchgehenden und reflektierten Licht 

vergleicht. 

Die Zeichnungen sind aber, 80 gut wie möglich, unbe- 
fangene Reproduktionen des Gesehenen und absichtlich auf- 
genommen, ehe ich mir über die Deutung des Bildes klar 
war. Es sollte ein mir vollständig unbekaantes Objekt physi- 
kalisch analysiert werden. 

Fig. 7 ist das Bild im durchgehenden Licht für die 
Schwingungen senkrecht za den Fasern. 'Sa ist schwach röt- 
lich-gelblich gefärbt. 

Fig.7&j durchgehendes Licht; Schwingangen parallel der 
Faser* Fig. 7 reflektiertes Licht; SchwingUDgen parallel der 
Faser. Fig. 7 reflektiertes Licht; Schwingungen senkrecht 
Stt der Faser. 

Die Analyse der Bilder ist die folgende: 

a] Der Streifen c^^a^ß^ß., erscheint im durchgehenden Licht 
stets hell, im reflektierten dunkel. Er ist wesentlich frei Ton 
Sabstans (wenigstens in der abgebildeten Ebene). Dies be- 
stätigt sich, wenn wir außer Analysator auch Polarisaior an- 
wenden. Fig. 8 a gibt das Bild ftlr rotes Licht und gekreozte 
Nicols (Azimut 90 <^ 

b) Der Streifen ist eine Geftßwand, auf welche 
wir senkrecht sehen. Ln durchgehenden Lieht ist sie rol fttr 
die Schwingangen senkrecht zu den Fasern, bl&uliefagriln f&r 
die SchwiBgnngen parallel den Fasern; im reflektierten Lieht 
zeigt sie die je zu dem durchgehenden wesentlich komplemeo» 
tftren Elkrbungen, nur nicht ganz so intensiv wie im durch- 
gehenden. 

e) Die Analyse zwischen zwei Nicols best&tigt das sub a) 

und b) Gesagte (Fig.S^).^) Im Azimut 50^ des Analysators, 
gerechnet vom Polarisator aus, ist die substanzleere Stelle 
^i^%ß\ßt dagegen die Gefäßwand im großen ganzen 

dunkel. Die meisten Stellen der Gefäßwand werden von 
linearem Licht verlassen; das Verhältnis der Komponenten 



1) Die in Fig* 8 b oben befindliche duuklc Partie (oberhalb der 
Linie A B) hatte nur wenig Licht erhalten. Dir daher dunkle Stelle 
hat mit der Deatuog des Bildes nichta xu schaffen. 



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25S 



dieses durchtretenden Lichtes parallel and senkrecht zn den 
Fasern ist etwa 0,08 (tgö^) für Kot. 

d) Die schmalen Streifen ß-^^ß^y desgleichen y^y^ sind 
OefiLftwftnde, hochkant gesehen; sie lassen die pa^el den 
Fasern gerichtete Schwingung nicht hindurch, sie reflektieren 
sie Tielmehr und sind daher im reflektierten Licht hell. 

Die Stelle ist eine tiefer gelegene Gefäßwand, hoch- 
kant gesehen. Sie TerhBlt sich qoalitatir ebenso wie die 
§^eichartigen Streifen ß^ß^ und r^Yn i>t aber nicht dentlich 
abgebildet 

e) In den Gefilßwftnden liegen (Fig. 7 u. die Stellen 9\ 
sie sind her?orgebracht dnrch die in § 7 besprochenen Beflexe 
an schräg geneigten OefilBwftnden; sie erscheinen dement- 
sprechend hell im durchgehenden Licht für faserparallele 
Schwingungen, dunkel für die gleichen Schwingungen im reflek* 
tierten. 

Diese Deutung wurde von den Botanikern bestätigt. 

12. Die Figg. 9 sollen umjefähr die mittlere Färbung der 
Streifen im weißen und deren Helligkeitsverhältnis im roten 
Licht andeuten. Die Figg. 10 geben das Aussehen im uu- 
poliuisiei ten weißen Licht; a ist die Abbildung der oberen, 
h die einer etwas tiefer gelegenen Schicht. 

Der Vergleich der Bilder, welche man im unpolarisierten 
sieht, mit denen im polarisierten erhaltenen zeigt schoü| wie 
Yiel mehr Differenzierung das letztere gibt. 

Dies trat mir in einer überraschenden Weise entgegen, 
iils ich die Bilder zeichnete. In Fig. 7 fielen mir helle 
Fasern i auf, die ich in anderen Figuren, welche sich auf da» 
gleiche, aber in anderer Weise beleuchtete Präparat bezogen, 
nicht gezeichnet hatte — sie waren, wovon ich mich nun 
überzeugte, für die eine Nicolstellung nicht zu sehen. Als ich 
den Nicoi drehte (im roten Licht), zeigte sich, daß es Fasern 
waren, welche wahrscheinlich vom Basiermesser beim Schneiden 
▼on der Gefäßwaudung abgerissen wurden und welche sich 
unregelmäßig gelegt hatten, etwa in die Form der Fig. 1 1 
In der Faser war eine dunkle Linie zu erkennen, welche mit 
Drehen des Nicols wanderte (Fig. 1 1), und stets senkrecht znr 
Polarisationsebene des Objektivnicols (der Okularnicol war ent- 
fernt) stand. Es war ein Gitter, dessen Breite ich (nach der 



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264 F. Brom. 

YergrößeruDg etc.) auf eine halbe bis eine ganze Wellenlänge 
schätzte (geometrisch richtige Abbildung Torausgesetzt). 

13. Zur weiteren Erlänterang füge ich noch zwei Ab- 
bildungen hinzu: 

a) Die Figg. 12 und 13 zeigen, WftS man mit Auerlicbt 
sieht Die Figg. 12 sind Abbildungen der obersten Schicht^ 
Fig. 18 von einer etwas tiefer gelegenen Stelle. Es waren 
die ersten ßilder, in denen deutlich heraustrat, daß die reflek- 



PtMtne des OhjdMt- 
nieoU 



i 




Fig. 11. 



tiertcu Schwingungen wesentlich das Komplement zur durch- 
gehenden sind. 

b) Wälirend diese Figuren wenig Einzellioiten erkennen 
lassen, geben die Figg. 14 (für faserparallele Schwingungen) ein 
sehr reichhaltiges Detail. Ich überzeugte mich an den ver- 
schiedensten Punkten dieses Präparates (welches wahrsclieinlich 
aus leinen Gittern bestand und im retiekticrteii Licht ein 
ganz besonders ruhige=? Bild zeigto, frei von den metallisch 
reflektierenden Goldpartikelchen), daß redektierteji und durch- 
gehendes Licht sich bis auf das kleinste ergänzten. Es ist 
sehr schwer, die Zeichnungen so zu machen, daß eiBerseits 
das Detail heraustritt, andererseits die zusammengehörigen 
Partien. Ich bin überzeugt, daß korrekte Zeichnungen sich mt- 
halten würden wie Positiv und jWepatio einer Photngraphie, 

Wünschenswert ist, wie schon gesagt, ein Fadenkreuz, an 
welches man eine zu prüfende Stelle heransohiebt. Wechselt 



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MeialUseha OUierpolaHsatüm, 



255 



man n&mlich rasch das reflektierte und darohgehende Licht, 
80 macht es den Bindmcky als ob die Erscheinung spr&nge 
(Ähnlich wie Interferenzstreifen im polarisierten Licht), indem 
sich ein Torher heller Streifen scheinbar an die Stdle eines 
dunkeln begibt nnd umgekehrt 

14. Ihr Kugtitj^ehwnuk (Fig. 5). Nachdem mit den 
Ambronnschen Pr&paraten der Beflexionsversach geglttckt 
war, habe ich dieselben Objekte, die ich mikroskopisch unter- 
sucht hatte, audi für den Hohlspiegelrersuch yerwendet und 
nun sofort mit positivem Besultat. 

Die VorsteUimgen, welche man sich Tom Verhalten der 
Präparate machen mußte, zeigten sich Tollst&Qdig bestätigt. 
Die Objekte zerstreuen das Licht nach allen möglichen Bich- 
tungen. Dementsprechend sieht man das reflektierte Bild 
nicht nur in einem bestimmten engen Winkelraum, sondern 
nach allen Seiten, in manchen Richtungen heller, in anderen 
weniger hell. Auch mit Tabaksdampf oder auf einem Papier- 
schirm läßt sich diese Lichtzerstreuung leicht erkennen. 

Indem man so den Raum um den Hohlspiegel herum ab- 
sucht, findet man bald Stellen, an denen die flelligkeitsunter- 
schiede gut und im richtigen Sinn zu erkennen sind. Besser 
als diese erkennt man die Färbungsunterschiede. Man wird 
dadurch auch frei von den ungleichen Helligkeiten, welche die 
Nicoldreliungen auch im besten Falle noch begleiten. Man 
sieht das Bild gelblich -grünlich für Schwingungen senkrecht 
zur Faser (dies ist seine natürliche Färbung im reflektierten 
Licht); sie geht in einen rötlichen Ton über, wenn die Schwin- 
gungen der Faser parallel sind. Diese roten Schwingungen 
werden stärker zurückgeworfen als die dazu senkrechten. 

Selbstredend kann man auch wieder mit natürlichem Licht 
beleuchten und mit einem Okularnicol untersuchen. Dies ist 
dann Torteühaft, wenn man sich schon nach der anderen An- 
ordnung tkber die besten Richtungen orientiert hat 

Der Ubergang des Lichtes aus der ebenen Qlasfläche in 
Luft ist natürlich mit ieilweiser Polarisation verknüpft. Für 
die F&rbung des Bildes muß dies aber ohne Belang sein. Der 
folgende Tertnoh ist frei Ton dem dadurch entstehenden Fehler 
auch bestt^ch der Intennt&t. Die Fasern des Prftparates 
Uegen horisontaly man beobaohtet das Bild mit Okularnicol 



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256 



F. Braun. 



in einer (nahezu) vertikalen Ebene und findet es in rotem 
Lichte heller für die horizontal schwingenden, also in der 
Brechungsebene polarisierten Strahlen. 

Der Hohlspiegelversuch ist in manchen Beziehungen in- 
struktiv, namentlich durch seine Übersichtlichkeit Wenn wir, 
am nur ein Beispiel anzuführen, finden (Fig. 15), daß in einer 




Fig. 15. Otgtnttand nahtm v*>ß' 

Bild rot 

gewissen Richtung *j der Gegenstand (d. h. die nach dieser 
Richtung durchtretenden Strahlen) wesentlich ungefärbt, das 
dicht daneben gelegene Bild dagegen rot erscheint, so ist dies 
ungefähr das zu erwartende. In einer anderen Richtung [s^ 
sehen wir dagegen Bild und Gegenstand rot. Das heißt offen- 
bar: beide rühren her von Reflexion an zwei Ebenen, welche 
nahezu senkrecht zueinander stehen (vgl. Fig. 15, wo auf die 



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M§ialUiek9 OUterpolarüaiiML 



357 



Brechung an der ebenen Vordoriäche der Halbkngel keine 
B&cksicht genommen ist). 

15. AbsorptUmsmesmngen, Da ich keine MesflODgen über 
die reflektierten und durchgegangenen Lichtmengen gemacht 
habe, so wäre immer noch die Auffassung möglich, daß es 
sieh nm Stoffs handle mit polarisierter Oberfiftchenfturbe, die 




Wechselstrombogeolampe von 20 Amp. 

£i hat 8 cm Brennweite ^ a t t o r 

y Atratand » 2,5 cm 

•Hl II '^»^ >» n 
9 farbige Platte; 

8 Metallschieber; 

Drt hbarpr NIcol ; 

JJ Irisblende, Teränderiich durch Drehen des Zeigen der auf einer 

Kreirtdlang K mek bewegt; 
O Objekt, auf dem Glimmerblättchen O angebracht^ des in der HdUoqg 

des ein^eeehUffenen Stopfens angekittet ist. 

Fig. 16. (V..) 

aber im übrigen dichroitisch wären (im oben definierten Sinn) 
wesentlich dnrch Absorption. 

üm dies zu prüfen, wurden Thermometerrersnche gemacht 
nach der Anordnung der Fig. 16. Die Einxelmaße sind da* 
selbst angegeben. 

hk dem kleinen Ln^ttheimometer (mit eingesohliffeneni 

AnnelwdvPhyilk. IT.fMge. 1«, 17 



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258 



F. Braun, 



^Stöpsel geschlossen, mit Toluol abgesperrt) be&nd siofa ent- 
weder ein berußtes Qlimmerbl&ttchen (um die ganze Strahlung 
SU messen) oder das auf Absorption xn untersuchende Pr&parat, 
das auf ein ganz dünnes Glimmerblättchen mit sehr ?erdUniiter 

Cunadabalsamlösung aufgekittet war. 

Das Licht wurde abgestellt durch einen Metallschieber. 
Verschieden gefärbtes Licht wurde durcli Miothesche Licht- 
filter ^) hergestellt. Sie sind jetzt überall erhältlich, gestatten 
daher eine Vergleichung, geben Farben die etwa so homogen 
sind, wie die Durchlabtarbe guten roten Glases, und lassen 
(mit obiger Methode gemessen) vom Licht der Bogenlampe je 
nahezu gleiclie Energiemengen durch. 

Diese letztere Tatsaclie erklärt sich, wie mir Hr. Prof M ie i h e 
mitteilte, daraus, daß die Filter (und ebenso auch, wie die 
Versuche zeigen, rotes Glas) noch sehr viel Ultrai'ot hindorch* 
lassen. 

Die in § IG bis 19 mitgeteilten Messungen beziehen sich 
daher zum groben Teil auf Ultrarot und gestatten keinen 
Schluß auf das Verhalten gegen das sichtbare Licht 

Wenn ich die Zahlen trotzdem gebe, so geschieht es 
1. weil sie erläutern sollen, wie weit man mit der Metbode 
etwa kommen kann, und 2. weil die Unterschiede ittr die roten 
Schwingungen parallel und senkrecht zu den Fasern auch, 
nachdem das Ultrarot nach Möglichkeit ausgeschieden war, 
noch ungefähr ebenso groß sich ergaben (§ 20). 

Sobald man die Strahlung aufüallen l&ßt, steigt das Thermo* 
meter anfongs schnell, sp&ter langsamer und erreicht in etwa 
15 Sek. seinen höchsten Stand. Immer nach diesem Zeitraum 
wurde die Ablesung gemacht Man ließ dann abkühlen und 
machte eine zweite Beobachtung, nachdem der Nicol um 90* 
gedreht war. Arbeitet man in dieser Weise, so gibt das 
Thermometer ganz brauchbare Angaben. 

Hat das Thermometer für eine Nicobtellung seinen höchsten 
Stand erreicht und wird nun der Nied gedreht» to ftndert sich 



1) Flexoid von der Gclatincfabrik Hanau. Man darf sie der Er- 
wärmung durch (Ion T.ielitbogen nicht zu Inngp atissetien. 

2) Das GrünHlti'i- läßt Ißider iiocli d&s äußerste aiohtbare Bot durch, 
ett abüorbiert aber Uaa weniger breclibaro Kot. 



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MUttäitehä OiUfrpolariiatian, 



21^9 



der Stand. Die damit abgelesenen als „konstante Differenzen'^ 
in den Tabellen bezeichneten Unterschiede stimmen mit den 
nach dem ersten Verfahren erhaltenen got überein, auch wenn 
der absolute Stand des Thermometers infolge weiterer Strah- 
lungseinfiüsse während der Beobachtungen sich allmählich 
ändert. Diese konstanten Differenzen'' geben qualitativ den 
dchertten Anhalt 

Wurde das leere Thermometer mit Tollstftndig geöffiieter 
Irisblende 15 Sek. lang bestrahlt, so änderte eich sein Stand 
um 0|5 mm. Fiel die konzentrierte Strahlung auf ein dannes, 
nicht beruBteeGlimmerblftttehen, so betrug der Ausschlag 2 mm* 
Ein frei gefaßtes Präparat wäre daher besser gewesen, ich Ter- 
f&gte Bher nicht über genügend große. 

Eine große Schwierigkeit liegt in der Inkonstanz der 
Lumpe. Da aber meine öleichstromlampe {12 Amp.) nicht 
genügende Wirkung gab, so war ich auf eine Wechselstrom- 
bogenlampe von 20 Amp. angewiesen. Man hört schon am 
Brummen der Lampe, wenn ihre Wirkung sich ändert. Ich 
habe versucht, die durch diese Inkonstanz verursachten Fehler 
durch die zeitliche Folge der Messungen zu eliminieren, was 
auch leidlich gelang. 

Das berußte Glimmerblättchen läßt kein erkennbares Quan- 
tum Licht mehr hindurch, aber es reflektiert noch alle Farben 
sehr deutlich (vgl, unten). 

16. Ich gebe die Reeultate zweier Versuchsreihen. Die 
Zahlen Ton Tab. I sind gewonnen an denselben Schnitten, 
welche auch schon fftr die mikroskopische Beobachtung und 
für den HohlspiegelTerBuch gedient hatten. Zwei der größten 
Schnitte waren nach Aufweichen des Canadabalsams mit Toluol 
ans dem Qesamtpr&parat herausgenommen, gut mit Toluol 
ausgewaschen und dicht nebeneinander auf das Glimmeretreif* 
eben auigeUebt worden. Sie füllten ein Rechteck ?on nngefUir 
4 mm L&nge nnd knapp 2 mm Höhe aus. 

Da das Bild beider Kohlen zusammen 2,5 mm in horizon- 
taler, 2 mm in vertikaler Richtung maß, so konnte für eine 
Lage des Objektes (Fasern horizontal) eben die ganze leuch- 
tende Fläche auf das Präparat gelegt werden. 



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260 



F. Braun. 



Die Kesultate^) sind: 

Tabelle I. 
Prllparat A. 
Fatern horisootal. 
DiAidkragmeDduchmeMer 17 mm. 





Rot 


Ocfln 


Blau 


Weifi 




16 Sek. 


Koost 
Diff. 


15 Sek. 


Koust 
Diff. 


15 Sek. 


Konst. 
Diff 


15 Sek. 


Schwiiigg. vertikal 


5,5 


• 


4,3 


oa. 1 


4,0 


ca. 1 


1» 


„ horiaontal 


9,0 




6,0 




7,0 







Benifitar Glimmar. 
DiaptuagmendarehmeHer m 4 mm. 



1 Bot 


Grfin 


' BUo 


) 

«tu 1 Konst. 
15 Sek.; ^.^ 


15 Sek. 


Konst. 
Dift'. 


15 Sek. 


Konst. 
Diff. 


Schwingungen vertikal | 9,0 2 
„ horizontal | 11,0 | 


9,0 
10,0 


2 


10 
12 


2 



Die Zahlen leigen: 

1. Der Nico! ist nicht ganz frei von dem Fehler des 

„Schlagens'^ 

2. Rot wird stärker absorbieit als Grün und Blau. 

3. Für allo Farben werden die Scbwingungen, die parallel 
den Fasern laufen, etwas stärker absorbiert als die senkrecht 
dazu erfolgenden. 

4. Von dem am stärksten absorbierten roten Licht wird 
nicht mehr als etwa lüProz. weggenommen; die DiffereDz der 
Ab>oiption für das parallel und senkrecht zu den Fasern 
schwingende Licht beträgt niu* etwa 4Proz. des aufiailendea 
„roten Lichtes**. 

17. Bessere Zahlen wurden mit oinora Präparat von 
4x5 mm FJäche erhalten. Dieser Schnitt iionnte umgekittet 



1) Die Ablesungen sind die halben Niveandiffareoaen io MillimetetB» 
Dies gilt aach für alla folgendea Zahlen. 



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Metaüisehe QUUrpohrUation, 



261 



werden, so daß seine Fasern einmal horizontal, das andere Mal 
vertikal lagen. Hier das Besaltat: 

Tabelle II. 
Präparat B. 
1 a. Fasern vertikal. 
Diaphragmenöffnung =16 mm. 





Rot 1 


Qrttn 




BlftQ 




lö KoDst. 1 15 
Sek. 1 DiflT. 1 Sek. 


Koiiflt. Dur. 


15 

Sek. 


Konat. Diff. 


SchwiQgg. vert. 
„ horis. 1 


1 1 

15.7 knapp 10,5 

16.8 i 1 mm | 11,5 


nicht sicher 
erkeonbar 


9,6 
9,7 


nicht sicher 
erkennbar 



Ib. BeniBter QlimiMr. 
DiapbngmaiWoitiig « 5 mm. 

1 Rot 





16 Sek. 


Konat Diff. 


SdiwingungeD Tertiktl 
n borlaootel 


11.2 
IM 


8 



2a. Fasern horizontal. 
DiaphragmenöfiauDg = 18 mm. 





Rot 


Orfin 


Blav 




15 Sek. 


Konst 

Dur. 


16 Sek. 


KOQSt. 

Diff. 


16 Sek. 


Ronst 


8chwin,giuigen vertikal 


16,8 


8 


12,0 


6 


9,0 




f, horiiontal , 


27.0 




19,0 




12,6 





9bw BeraBcer aiiBner. 
DiaphiigineiiBffiiing «• 8 nm. 



• 




Rot 


Grün 




lö Sek. 




Konst Diff. 


16 Sek. 


KoDst. Ditf. 


BebiringanfOB wtikil 


16 




6 


18 


8 


„ betiiODtal 


20,6 











Für eine strenge Rechnung fehlt die Grundlage. Wir 
können aber so überschlagen: Die Beobachtungen la zeigen, 
daß der Nicolfehler fast kompensiert wird durch die Vor- 



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262 



F. Braun» 



schiedeDheit der Absorption; nimmt man, wodurch wir die 
Differenz der Absorptionen zu hoch eiuscbäizeu, Tollständige 
Kompensation an, so ergibt sich 

Abflorbierte Schwingungen | F« aern ^ 
Abiorbierte SehwingiingenxFMem ' 

Rechnen wir ohne eine derartige Abmndnng mit den Zahlen 
der Reihe 2 (setzen die im Präparat absorbierten Lichtmengen 
bez. gleich 27 und 16,8; die auffallenden bez. 20,5 und 15 
proportional), so ündet sich'): 

Absorbierte Schwingungen II Fasern _ j 
Abeorbierle bchwinguiigGDxFMeru ' 

Im Mittel kommt also eine Differenz Ton etwa 20 Proz. heraus. 

Der ganze von der anfbUenden roten Lichtmenge ab- 
sorbierte Bruchteil ist aber') 

1«lO . f AV» 0,091 . 

18,4 

Es werden also rund 10 Proz. dieses „roten Lichtes" absorbiert 
und von diesen wieder höchstens 7* m<?br von den den Fasern 
parallelen Schwingungen als von den dazu senkrechten, d. h. 
es gehen in einem Fall 90 Proz., im anderen etwa 93 Proz. 
hindurch. 

Die Beobachtungen zeigen Übereinstimmend, daß die 
Schwingungen parallel den Fasern, wie auch zu erwarten war, 
stärker gedämpft werden als die zu den Fasern senkrechten. 

18. Es wurde nun (in Ermangelung guter Alaunplatten] 
zur Absorption der ultraroten Strahlen eine Wasserschicht 
Ton 18|5cm Dicke zwischen Lampe und Nicol eingeschaltet 
Die Wftrmewirknngen fielen dadurch so stark, daß das Thermo- 
meter fttr die ganze Kotstrahlung bei voller Öffnung der Iris- 
blende (18 mm) noch etwas weniger anzeigte, als vorher bei 
4 mm Durchmesser der Blende. Die Messungen wurden da- 
durch sehr ungenau und ich war gezwungen, mich auf Mittel* 
werte ans vielen Beobachtungen zu beziehen. Trotidem war 



1) El ist die Annahme gemacht, daß der Roß alles I4eht abioibierf. 
Dadurdi kommt die Abaorptlon dea Prtparatea größer heran»» ab tie in 
Wirklichkeit Ut. Andereiiells lat aber die Eigenabaorption dea OUnmei^ 
bilttehena nieht in Becbovng geaetat werden. 



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MHalHsehif Oititrpdantaiion, 



268 



die UbereinBtimmung venohiedener Messtnigsergebnisse bosser, 
als ich erwarten konnte. 

loh gebe, um ein Urteil Uber die Sicherheit des aus den 
Meeenngen folgenden zn ermdglichen, die Zahlen. Die Tab. III 
zeigt unter 1 die Wftrmewirkungen auf den berußten Gllminer; 
in der letzten Spalte stehen die für die Absorption des Pift> 
parates B berechneten Werte, wie sie erhalten werden, wenn 
man die in derselben Horizontalen angegebene aufXUlende 
Strahlung kombiniert mit den Wftrmewirkungen, die in Tftb. III, 2 
gegeben sind. 

Tabelle IIL 
Wirmewirkttngen. 



Nr. 


\ 

\ Fwbe 


Diaphragma- 

Durchuici'ser 


flebwiugangw 

a 1 b 

horizontal vertikal 


PrÄparat B 
absorbiert 

(Schwingung cu 
horizontal) 




1. Abeorbiereuder Körper: Berußter Glimmer. 


1 


Bot (Gias) 


18 mm 


ö,26 


0,41 weniger 


45 Proz. 7 *) 


8 


»» »» 


12 „ 


3,7 


0,25 „ 


46 » t 


8 


Grün 


12 „ 


4,55 




38,6 „ t Y 


4 


Blaa 


12 „ 

« J 


2,35 




30,0 „ vtt 


5 


GrOn 


8,85 






6 


Rot 


w » , 


8^7 


0,07 „ 


«.« n t 


4 


Weiß 1 


1« » 1 


18,1 

M« ! 


}l.4 { 


M „ 
68 „ 



2. Abflorbierender Körper: Präparat B (dickeres Präparat). 

Fasern vertikal. 



8 


Rot (Glas) 


18 mm 


3,88 


0,12 mehr 


9 


GrOn 


iB „ 


8,44 


0,12 „ 


10 


Blau 


18 „ 


1,6 


nicht bestimmbar 


It 


Weiß 


18 „ 


14,45 


1,0 mehr 



8. AbMrbiereiider KOrper: Prfiparat Ä (zwei dannere nebeneinMider, 

Fasern horizontal). 



18 
18 



Weifi 



18 mm 
18 



2,75 



1»85 weniger 



88 Pros. 
86,0 n 



1) IMe Ansahl der Kreuze bezeichnet Beobachtungen, welche die 
gleiche Zahl geben eoUten; die seitliehe Folge der Beobaehtangea wird 
dmdi die Namner der enten 8|»lte angegeben. 



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264 



F, Braun, 



Während nach Tab. III, 1 infolge der Nicolfehler die auf- 
fallende Helligkeit füi- vertikale Schwingungen etwas kleiner 
ist als für die horizontalen, zeigt umgekehrt Tab. III. 2 für 
dieselben eine etwas stärkere Erwärmung. Qualitativ ist also 
das Resultat unzweifelhaft, daß die faserparallelen Schwin- 
gnngen stärker absorbiert werden. 

Quantitativ wird man ungefähr folgendes sagen können. 
Beurteilt nach den KrwämuDgen des geschwärzten Glimmen 
geben: 

die borisontalen Sehwinguugen in Bot [ " "'•^ Heiligkeit 

»» n n 1» Cr^ün 6,7 „ „ )| 

fi M n II Weiß 11,6 „ „ „ 

sagen wir im Mittel 6 Pros. mehr. 
Das Präparat B gibt Ar 

die Tertik&lea (faaerparallelen) Schwingungen in Rot 8, 1 Pros, mehr Wärme 
II ti « » »» Grön 3,5 „ „ „ 

ff » n n II Blftu I, 

»I II II n I» ^elÄ tf »» »» 

im Mittel also» mit Rücksicht auf die größere auffallende 
ESnergiemenge, rund 10 Proz. mehr Absorption fbr Schwin- 
gungen parallel den Faeem als senkrecht dazo. 
ZasammengesteUt ergibt sieh also: 



SehwingoDfren in den 
Fasern 



aenkfeeht 
I Mittel 



Von snflUlettden 100 Pkos. Bot werden abtorbiert 



II 



»I 



II 



II 



II 



tl 



Ornn 

Blau 
Weiß 



II 



II 



n 



n 



it 



Iis, 



6 

88,6 

89,7 

30 

58 
68 



4«^ 

86,6 



paxallel 



40|8 

68,8 



Aus den Zahlen folgt das scheinbar ungereirato "Resultat, 
daß Rot stärker absorbiert wird, als die anderen Karben, 
während doch das Präparat onaweifeihaft gelb-rotlich dorch- 



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MttaUucht OiUerpolaritaii/m, 



265 



scheint. Der Widerspruch löst sich, glaube ich, aus dem 
Aussehen des spektral zerlegten durchgehenden Lichtes. Das 
Spektrum zeigt sich in allen Farben nahezu gleich stark ge- 
schwächt, mit Ausnahme des äußersten Rot. Dieses wird sehr 
stark weggenommen. Es wird also gerade ein Teil ausgelöscht, 
welcher zwar sehr starke \\ ärmewirkaDgeD, aber sehr geringe 
physiologische Intensität besitzt 

19. Das dünnere Präparat J (Tab. III, 3) zeigt geringere 
Gesamtabsorption, aber einen größeren Untersishied je nach 
•der Lage der Schwingmigen: 





Schwingungen m 




den Fasern 




senkrecht 


parallel 


Ton lOOPhMb MflUlenden Bot werden «bMrblert 


26,4 


88 


n P n Weiß „ „ 1 


21,2 


26,5 



Die Verracbe zeigen qualitativ unzweifelhaft, daß die 
Schwingungen paraUel den Fasern stärker ahsorhiert werden. 
Oenanere Messungen wären sehr wünschenswert, da die mit- 
geteilten Unterschiede oft nnr gerade anfierhalb der Fehler- 
gr«nzen liegen und die Obereinstimmiing mancher Messungen 
noch loiällig sein kann, 

20. ZuMammmfoMiung der ieither^eti Ergebmut. a) Das 
Präparat hat seine eigene Farbe. Wir erkennen diese in dem 
zu den Fasern senkrecht schwingenden Lichte. Diese Färbung 
kann durch die obigen Versuche selbstredend nicht erklärt 
werden. 

Die nattlrliche Farbe verhält sich ähnlich derjenigen von 
schwach deckenden AquarelHarben. Die am schwächsten decken- 
den, wie Kobalt, Preußischblau, Indigo^ Pinkbrown haben (auf 
eine matte Glasplatte aufgetragen) im durchfallenden wie im 
reflektierten Licht wesentlich gleiche Färbung. Sie verhalten 
eich wie Resonatoren oder selbstleuchtende Körper, weiche 
Licht nach allen Seiten ausstrahlen. 

Die mehr deckenden Farben zeigen im reflektierten und 
durchfallenden Licht schon wesentliclie Unterschiede; man be- 
merkt sie z. B. schon an Kadmiumgelb (ich führe nur ein- 
hieitiiche Farben an)» mehr bei Chromgrün (Chromoxyd) und 



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266 



Zinnober. Letzterer, im reflektierten Licht intensiv rot, er- 
sclieint im durclifalleuden Licht wie ein mit viel Blau ge« 
mischtes Bot. 

Unser Präparat steht am nächsten von den genannten 
Farbstoffen dem Zinnober, mit dem Unterschied nur, daß es 
im durchfallenden Licht rttüich, im reflektierten mehr bläulich 
erscheint Dies entnehmen wir, ohne es, wie gesagt, erklären 
SU können y aus dem Verhalten g^en das senkrecht su den 
Fasern schwingende Licht. 

h) Neben der Fftrbung hat das Pr&parat Doppelbrediung. 
Es ist uns gelungen, deren Einfluß auf die Besultate zu eli- 
minieren. 

c) Den sub a) nnd b) genannten Eigenschaften superponiert 
sich eine Hei tz sehe Gitterpohuisation; die Gitterstübe liegen 
in den Gefäßwänden und sind denselben parallel; sie bewirken 
die beobachteten komplizierten, aber in allen Details mit der 
Auffassung tibereinstimmenden optischen Erscheinungen. 

d) In den Gittern findet, wie zu erwarten war, für alle 
Wellenlängen eine Absorption durch Joulesche Wärme statt. 
Sie unterstützt die im durchgehenden Licht beobachteten 
Helligkeitsdiilereuzen. 

e) Die Beobachtungen im durchgehenden Licht leigen die 
Verschiedenheit der Helligkeit für die Schwingungen, je nach 
deren Richtung, besonders auffallend. Denn für diese Beob- 
achtungsart wirken alle Differenzen in demselben Sinne, auch 
die Zerstreuung des Lichtes durch Reflexion an den Oitter* 
flächen. Dazu kommt, daß bei sdiwachen ObjektivrergrOße- 
ningen wesentlich nur die zentralen Lichtbündel cur Bild- 
erzengung benutzt werden. 

Beobachtungen im reflektierten Licht sind aus denselben 
Orttnden nicht so gflnstig und erfordern im allgemeinen Ob- 
jektiye von großer Apertur. 

f) Ich sehe nach alledem kein Bedenken mehr, die Er- 
scheinungen, welche metallgefärbte Präparate im durchgehenden 
Licht geben, zur Deutung auf submikroskopische Gitterstrukluren 
zu verwenden. 

Sollte in einzelnen Fällen — was namentlich anfangs zu 
erwarten ist — der Schluß aus dem Bilde im durchgehenden 



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267 



Liicht zweifelhaft erscheinen, so gibt der swar weniger bequeme, 
aber doch gnt durcbf&lirbare BeflenonsTersnch ein Kriterium 
an die Hand. 

C. Aiudetuiung auf andere Präparate. Erledigung einiger 

weiteren Fragen. 

Üm den Gang der Darstellung nicht zu unterbrechen, habe 
ich einige Punkte ausgeschieden, die ich im folgenden zu* 
aammenstelle. 

21. Hr. Ambronn war so freundlich, mir mit Goldchlorid 
behandelte Nessel fasern^ welche sehr schönen ^I^ichroismus'' 
zeigen, zuzuschicken. Ich habe mich auch an diesem Objekt 
in der früher angegebenen Weise tibeneugt, daß im roten 
Licht, auch in den kleinsten DetaUs, das reflektierte Licht die 
Ergänzung zum durchgehenden ist Das Prftparat ist wegen 
de« einfacheren Bildes günstig. 

Es ist aber auch noch in anderer Beziehung Yon Interesse» 
Es besteht aus einem röhrenförmigen Gebilde und die Be- 
obachtung zeigt folgendes: Es ist eine Gitterstmktur Torhanden 
in der Röhrenwand parallel der Achse; aber außerdem auch 
nodi auf der Linenwand der Röhre an manchen Stellen eine 
solche erkennbar^), welche senkrecht zur Achse orientiert ist 
(Spiralfasem?). 

Die Fig. llahed geben eine ungefähre Abbildung des 
Gesehenen. Der angeführte Schluß ergibt sich aus dem Folgen- 
den: Die der Achse parallele Gitterstruktur verdeckt die auf 
der lunenröhre vorhandene, sobald man mit Schwingungen 
arbeitet, die der Achse parallel sind. Beobachtet man mit 
dazu senkrechten Schwingungen, so findet man eine im reflek- 
tierten Bild (Fig. 17 c) hell werdende Partie; dieser entspricht 
im durchgehenden (Fig. 17 a) die dunklere. Daraus folgt 
die Struktur senkrecht zur Achse. Schematisch stellt dies 
Fig. 17 ^ dar. 

Die Figg. IIb und c geben das ungefähre Aussehen für 
Schwingungen parallel zur Achse. Hat man die zur Achse 
senkrechte Struktur einmal durch den £eÜexioxis?ersuch erkannt. 



1) Am deutliebsten seheiBt'f, wo eine enge ROhre im loneni icberf 
dasteUber iit. 



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268 



F, Mraun. 



so findet man sie nun auch wieder aus diesen Bildern heraus, 
obschon die Erscheinung dort stark durch die axiale Faserang 
überdeckt wird. 

22. Neben einem Gitter müssen, wenn es von Schwingungen 
getroffen wird, die es nicht hindurchläßt, auch Hmgunfjs- 
erscheinungen auftreten; solche zeigen sich auch selir schön 
ausgesprochen neben den Nesselfasern. Sie verschwinden, so- 
bald die Schwingungen senkrecht zur Faser sind. Man entfernt 
zu ihrer Beobachtung (ich hatte Immersionssystem) das vor 
den Mikroskopspiegel gestellte Mattglas, so daß man eine nahezu 
punktförmige Lichtquelle durch den Ab besehen Beleuchtuogs- 
Apparat bekommt, den maa passend einstellt. Will man, wie 
M wünschenswert ist, wenn es sich um ein scharfes Erkennen 
des ObjekÜTS handelt, die Beugungserscheinuogen möglichst 
unterdrücken, so wird deshalb das Mattglas vorgesetzt. — Ob 
diese Beugungsersclieinungen einfach aus dem Huyghensschen 
Prinzip folgen oder ob hier yielleicht ein Einfluß des beugenden 
Körpers vorhanden ist, konnte ich noch nicht sicher entscheideo. 
Am Band« einer dünnen Silberschicht, auf Olas niedergeschlagen , 
finden sich scheinbar die gleichen fiengnngsbilder; lediglidi 
mit dem Unterschied, daß sie neben der Süberschicht nicht 
polarisiert sind. An den Bindern Ton Tuichscfaich t ea dagegeo, 
die nahezu ebenso durchsichtig waren, wie die NeiseUhsem 
für die gitterparallele Komponente, sdieinen die Bengnngs- 
erscheinongen andere su sein. 

28. Man beachte bei mikroskopischen Beobachtongen, daß 
Stellen mit zwei gekreuzten GitterstraktureQ sich wie ein über- 
haupt undurchsichtiger Körper Terhalten müssen. Die Nessel* 
fasern zeigen dies sehr schön. Man kann natürlich bei starioBii 
Vergrößerungen nicht ganz scharf einstellen. 

24. Will mau die Zurückführung des Beobachteten auf 
Gitterwirkung nicht annehmen, so sehe ich nur noch einen 
Ausweg, n&mlich den, die Krscheinungen als solche von 
j)()larmerten Oberfiächen färben zu hezeichnen. Uni mich über 
deren Verhalten zu orientieren, habe ich eine gröiiere Zahl 
dichroitischer Stoffe in der Art untersucht, daß ich das ParalleU 
strahlenbündel der Bogenlampe auf dieselben in ca. 5 m Ab- 
stand möglichst senkrecht auffallen ließ und mit einem eben- 
falls fast iu die Fiächenuormale gestellten Femrohr, weichet 



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Metaliue/u GitUrpolaritation. 



26» 



einen Okularnicol hatte, prüfte. Will man vor Täuschungen 
aicher sein, so darf von rückwärts k( in Licht auf den Kristall 
kommen. Zu dem Knde war hinter den Präparaten unter 
ca. 45 ein Spiegel aufgestellt, welcher das von vorn durch- 
gegangene Licht seitlich in den Raum und auf ein möglichst 
weit entferntes mattes schwarzes Tuch warf. 

Von sämtlichen Körpern (im ganzen 20 Stück) konnte^ 
in dieser Art eine Verschiedenheit des reflektierten Lichtes 
je nach seiner Polarisation nur an fUnfen erkannt werden: 
Magnesiumplatincyanür, Pennin, ozalsanrem Ohromoxyd-Am- 
moniaky essigsaurem Kupfer und einem für eine Schwingung 
ganz wasserhellen Tnrmalin (aus Kärnten), ßei allen diesen 
zeigte sidii daß, wenn im durchgehenden Licht für eine ge- 
gebene OrientieniDg des Kristalles gegen die Lichtschwingnngen 
eine gewisse Farbe Torhanden war, dieselbe auch bei thrtelöen. 
Orientierung im reflektierten anftrat 

Ich führe die Beispiele an. 



P«nnin. 


1 
! 


Durchfallendes 
Licht 


Beflektiertet Lieht 


i 

Micoi H einer gew. Biebtaiig . i 
• 1 


braun 
blau 


ebenso, aber eehwteh 
hlao» II II 



O X H 1 s H u r *' H C hr o m o v ^' < ! - A m m o n i a k . 





i Durclifallen- 
j des Licht 


Reflektiertet Lieht 


19ieol 1 einer gew. lUchtnag 


blau 

fOt 


ebentOi tehwtcb aber dentlleh 

'^^f n n n 



Magnetiamplttincyantlr. 



1 


DurchfiillentlcB 


Reflektiertes 




Licht 


Licht 


^'iiol 11 einer gew. Richtung ... 


rot 


rot 




grüu 


grün 



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270 



F. Braun. 



Turmalin. 



I Durchfalleu>ieä 
I Lieht 



Reflektiertes 
Ueht 



Nicol I einer gew. Richtang . . . 
„ ± dun 



wasserhell 
brtimlich 



hell 
dunkel 



Mehrere Kristalle Yon Magnesiumplatincyanttr zeigten alle 
das gleiche Verhalten; nur eine (zwischen Glasplatten ein- 
gebettete) Platte ergab insofern eine Abweichung« als da, wo 
die anderen im durchfallenden Licht grttn zeigten (was in dem 
reflektierten Licht dieser Platte auch Torhanden war) die Platte 
brann erschien. Ich Termnte hier eine Vemnreinigung (die 
Berührung mit Glas war nicht die Ursache). 

Bei KOrpem, welche noch so schwach absorbieren, wie 
die angeführten, ist also der Oberfl&ehenschiller von den Er- 
scheinungen der metallgefärbten Präparate charakteristisch 
verschieden. Die angeftihrten dichroitischen Körper verhalten 
sich so, als ob das reflektierte Licht bis zu einer gewissen 
Tiefe in die Substanz eingedrungen wäre. 

25. Es bleibt sonach nur noch die Krage, ob man eine 
Obertläclienfarbe annehmen soll, wie sie die für gewisse Wellen- 
längen selektiv sehr stark absorbierenden Stoffe (Fuchsin, 
Indigkarmin, Herapatit, Kaliumpermanganat etc.) zeigen. Bei 
diesen sollte nach der Haidingerschen RegeP) das reMektierte 
Licht komplementär zum durchgehenden gefärbt sein. 

Zu einer experimentellen Entsclieidung auch diese^s Punkten 
scheinen zwei Möglichkeiten vorhanden: 1. die PhascndifTerenzeu 
bei der Reflexion und 2. in sehr einfacher Weise das Ver- 
halten gegen ver-^chiedene Farben. 

Die Obertiächon- und DurchlaBfarbe dieser anomal <lis- 
pergierenden Stofle ist in komplizierter Weise von der Farbe 
abhängig. So macht, um nur von den ältesten bekannten 
Beispielen zu reden, cbrjrsaminsaures Kali*) aus natOrlichem 



1) W. Haidioger, Fortcehr. d. Phys. p.27$. 1858. 

2) E. Wiedemann» Pogg. Aon. 151. p. 1. 1874; E» Scbenck, 

Wied. Ann. 15. p. 177. 1892. 

8) D. Bre water, pQgg. Ann. 69. p. 552. 1846. 



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Metallisch« Gittt^^^arisaäoj^^^ 271 

weißen lacht im Durchgang linear polarisiertes röUicbgelbes; 
Herapatit^ hat eine der grttnen Oberfl&chenfarbe entsprechende 
intensiT rote Dorchlaßfiurbe, Kaliumpermanganat^ vier helle 
Maxima im reflektierten und entsprechende Absorptionsstzeifen 
(iu der Lösung). 

Im G^egensatz dazu mttßte metallische Gitterpolarisation 
die einfache Regel befolgen, daß sie mit abnehmender Wellen« 
länge stetig abnimmt. Und dies hat sich bisher bei den 
Präparaten auch immer so gefunden. Ein gutes Objekt sind 
Nesselfasern. Ich konnte von diesen unter dem Mikroskop 
leicht solche heraussuchen, welche z. 13. für Rot eben die üritter- 
polarisation noch deutlich zeigen; sie war dann in Grün 
scliwächer, in Blau kaum zu erkennen. Man kann auch dies 
uuch einem zulälligen optischen Verhalten einer supponierten 
Goldverbindüng zuschreiben, man müßte dann freilich in den 
verschiedensten organischen Stoffen dieselbe Goldverbindüng 
vorauäsetzen. 

26. Wenig zugunsten einer solchen Annahme spricht aber 
die Tatsache, daß goldgefärbte Fichtenholzpräparate in einer 
Kohlensäureatmosphäre ^/^ Stunden lang auf 180" (siedendes 
Anilin) erhitzt werden konnten, ohne ihre Gitterpolarisation zu 
verlieren. In Rot war sie jedenfalls noch gut zu erkennen, für 
Grün schien sie etwas abgenommen zu hal)cn. Amylmerkaptan- 
gold, eine Verbindung, von welcher wohl vorausgesetzt werden 
darf, daß sie beständiger ist, als eine Goldverbindüng, welche 
sich in den Holzfasern durch Einwirkung von Goldchlorid 
bilden könnte, wird bei der Temperatur des siedenden Anilins 
schon teilweise zersetzt; um so mehr sollte also eine solche 
organische schwefelfreie GoldTcrbindung bei 180^ serstdrt 
werden. 

27. Wünschenswert w&re es natürlich, die geiftrbten 
Stoffe sowohl als namentlich die farUnden MataUt varüerm zu 
können. Ich habe Tersachti Fichtenholz in der angegebenen 
Weise mit Silbemitrat (Waschen natürlich mit destilliertem 
Waaser]^ desgleichen mit Palladiumnitrat und Palladiumchlorid 
(konzentriert und verdflnnt) zu fftrben. Die Silberprftparate 



1) W. Haidinger, Pogg. Ana. 89. p. 251. Ib53. 
8) G. O. Btokes» Pogg. Ann. p. 800. 1S54. 



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272 



K Braun, 



fielen zufriedenstellend, die Palladiumpräparat weniger gut 
aus. Doch zeigten beide im durchgebenden Licht die Erschei- 
nungen. 

Mit einem Silberpräparat konnte ich auch (mit Immersion) 
den Reflexionsversucb an vielen Partien, namentlich den hoch- 
kant gestellten ZellwäiHlen sehr klar und deutlich anstellen. 
Auf den Zellmembranen kamen aber auch kleine Stellen vor, 
welche die Umkehrung nicbt zeigten. Diese gaben aber auch 
ein schlechtes, ganz verwaschenes Bild im reflektierten Licht; 
68 lagen in dem Präparat dicht untereiDander Zeichnungen, 
die sich gegenseitig durchschnitten, nnd an solchen Stellen 
treten für den Betiexionsversuch immer Unklarheiten ein, wie 
auch leicht zu verstehen ist und worauf ich schon {rüker hin* 
wies (§ 10> 

An den Palladiumpräparaten war der ReÜexionsversuch 
unmdgUch; das Präparat zeigte zu viel metallisch glänzende 
Partien, Ton denen noch dazu immer nur gana wenige im 
reflektierten Licht gleichzeitig deutlich eingestellt werden 
konnten. 

28. Wohl aber konnte ich mit diesen Prä]Nuraten das Ver- 
halten gegen Torschiedene Wellenlängen im durchgehenden 
Lichte präfen. £!s wurden daher nochmals in rmieit Spekhral' 
farhen wie Anzahl Gk>ld-, Silber- und Palladiumpxäparate 
geprüft. Ein objektiTes Spektrum von etwa 10 cm Länge 
. wurde auf einem Schirm entworfen, hinter dem das Mikroskop 
sich befond. Ein Schlitz von etwa 1,5 cm Breite war Tor dem 
Beleuchtnngsspiegel in dem Schirm angebracht, so daß man 
in leidlich homogenem Licht beobachtete. Das zum Spektrum 
ausgebreitete Liebt fiel vorher auf einen vertikalen, etwa 
1,5 m vom Schirm entfernten Spiegel, welcher 45° gegen den 
einfüllenden Strahl geneigt war und der vom Orte des Be- 
obacliteis aus mit einem Sclmurhiuf um eine vertikale Axe 
gedreht werden konnte, während seine Bewegung durch An- 
schläge begrenzt war. Auf diese Weise war es möglich, rasch 
nacheinander die Farbe zu wechseln. 

Bei dem immerhin schwachen Licht eines objektiven Spek- 
trums, bei der ferner ungleichen Helligkeit der Farben und 
der verschiedenen Empfindlichkeit des Auges gegen dieselben, 
ist es oft schwer mit Bestimmtheit zu sagen, oh die DiSe- 



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Metallitclu GiUerpalariiaHon, 



273 



renzen der Helligkeit, welche man beim Drehen des Objektes 
oder Nicols) beobachtet, für eine Farbe gröber oder kleiner 
ist als für eine andere. Auch darf das Auge nicht überan- 
strengt seil). 

Der gesamte Eindruck von vielen Beobachtungen ist aber 
der einer stetigen Abnahme der Unterschiede von Kot nach 
filau; jedenfalls existiert für keine dazwischen gelegene Farbe 
etn ausgezeichnetes Verhalten. In sehr vielen Fällen scheint 
mir die stetige Abnahme ganz unzweifelhaft zu sein. 

29. Nachdem sich so alle Beobachtungen ToUstttndig glatt 
aneinander anschlössen, entstand mir die Frage» wie es komme, 
daß ich den in organischen Präparaten so auffälligen Ein- 
floß der Farbe nicht auch bei den Metailzerstäubongen beob- 
achtet hatte. Indem ich nun frühere Silberprftparate ?deder 
Tomahm, konnte ich bei diesen konstatieren, daß die ersten 
Erscheinungen, welche ich vor etwa einem Jahre beobachtet 
hatte und welche mich seiner Zeit nidit befriedigten, mehr 
leichte Änderungen der Farbennuancen, also des Oesamt* 
Charakters, als der Helligkeit gewesen waren« Ich suchte nun 
absichtlich gerade Gitter herzustellen, welche iftr die größeren 
Wellenlängen die Qitterpolarisation besser als flir die kleineren 
aeigen. Ich ging zunächst auf Silberzerstäubungen zurtlck, da 
ich dort schon Andeutungen besaß. Es erforderte, wie zu er- 
warten war, ziemlich viele Versuche, so daß ich nach syste- 
matischen Abänderungen erst mit dem dreißigsten Präparate 
zufrieden war. Ich will die Bedingungen angeben: 

20 Leydener Flaschen von zusammen ca. 40000 cm Ka- 
pazität, geladen auf eine Schlagweite von 6 mm (zwischen 
Messingkugeln von 4 cm Durchmesser). Der Scbließungsbogen 
besteht aus im ganzen etwa 1 m Draht (bewegliche Litze) von 
ca. 1 mm Durchmesser. Bisweilen sind noch Diahtspulen bezw. 
Teile derselben eingeschaltet, welche aus blankem Kupfer- 
draht von 1,2 ram mit einem Durchmesser der Windungen von 
4 cm gewickelt sind und 100 Windungen auf 70 cm Länge 
haben. Sie haben nicht viel Bedeutung und dienen nur zur 
feineren Regulierung. Die in erster Linie, wenn nicht aus- 
schließlich, entscheidende elektrische Größe scheint nämlich die 
im Draht entstehende Joule sehe Wärme zu sein. 

Man läßt die Entladung hindurchgehen durch einen ^Süber- 

Aaulm dOT PbTilk. IV. Folg». 16. 19 



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274 



Braun, 



draht von 0,066 mm Durchmesser. Derselbe ist möglichst 
^XdXt ausgespannt über eine 1,5 — 2 mm dicke Glasplatte von 
9 cm Länge und 3 cm Breite. Auf den Metalluraiit ist eine 
ebensolche Glasplatte von nur 5 cm Länge gelegt; beide (Glas- 
platten werden durch fest angezogene gummierte Papierstreifen, 
welche an den Längsseiten angebracht sind, gegeneinander 
unTerschiebbar gehalten. Man beobachtet auf diese Weise 
durch die beiden Zerstäubungen, die sich auf je einer der 
beiden Platten bilden. Man setze die Elektroden dicht an die 
Deckplatte heran, so daß nur das zwischen beiden Platten ge- 
legene Drahtstück zerstäubt wird, da die L&nge desselben 
nattkrlioh von Wichtigkeit ist. 

Man wird nach diesen Angaben jedenfalls in der N&he 
günstiger Bedingungen sich befinden, so daß nur noch kleinere 
Variationen nötig sind. £twas größere elektrische Energie 
pflegt günstig sn sein; man ist aber schon nahe derjenigen 
Bntladnngsst&rke, bei welcher die Glasplatten gewöhnlich zer- 
schlagen werden. 

Die Zerst&ubnngen habe ich vorgenommen in Luft nnd in 
Eohlens&ore ohne bemerkbaren Einflnfi auf das Resultat Sie 
scheinen im allgemeinen besser in werden auf dem gewöhn- 
lichen Ghis (von alten photographischen Platten) ab auf 
Spiegelglas. 

Die so erhaltenen Silbeigitter zeigen an vielen SteUen 
einen schwach rötlichgelben oder brftnnlichen Ton iQr Schwinp 
gungen, die senkrecht sn den St&ben erfolgen, eine mehr ins 
Blane &llende Farbe, wenn das durchtretende Licht den 
St&ben parallel schwingt. A,m unswetfelhafteeten ist die £nt* 
Scheidung durch Drehen des Oknlamicols, deutlicher wird aber 
die Erscheinung mit einer dichroskopischen Lupe als Okular. 
Die letztere Heobachtungsart ist aber, weil das eine Bild nidit 
t";ul)eiit'ici ist, nic'lit so einwandfrei. Man vermeidet diesen 
Fehler am besten, wenn die beiden Lupenbilder sich erstrecken 
in der Richtung der Gitterstriche (weil die metallfreien schmalen 
Zwischenstreifen dann kein Spektrum geben, wie mau beim 
(jebrauch sofort übersieht). 

30. Die Silberzerstäubungen zeigen in der Nähe der uns 
interessierenden Stellen breite, wie mit einem Pinsel hinge- 
wischte Partien, welche eine Art depoiarisiereude Wirkung 



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MetaUüche Güterpolarüaäon. 



27& 



ausüben (Reflexion an kleinen et all nadeln?). Diese sind sehr 
störend, wenn man beurtuikn will, ob man an den in Betracht 
kommenden Stellen, falls linear polarisiertes Licht auffällt, 
durch Drehen des Analysators wieder vollständige Dunkelheit 
herstellen kann, wenn man also flie Frage beantworten soll, 
ob das durchgegangene Licht linear i)ulari8iert ist. Will man 
mit nahezu gleichfarbigem Licht lieobachten, so macht sich 
wegen der geringen Helligkeit dieser Übelstand doppelt be- 
merkbai'. 

31. Ick glaube zwar, an fielen Stellen wieder ▼ollstftndiffe 
Dunkelheit durch den Analysator erreicht zu haben (vgl. aher § ^; 
ich habe femer in rotem Licht da, wo einmal deutiiche Farben* 
inderung eintrat, auch konstatieren kennen, dafi das eine Bild 
dunkler war als das andere, und zwar immer im richtigen 
Sinne. Es schien mir aber doch wünschenswert, dieselbe Er- 
echeinung auch mit anderen Metallen zu erhalten, zumal der 
Dichroismus des Silbers in Betracht kommen könnte. 

Bis ist mir dies in sehr gut ausgesprochener Weise ge- 
lungen in einer Anzahl Partien von Messingzerstäubungen; 
lerner bei Gold und endlich bei Eisen (dünnster Unruhstahl 
oder Bülometerdraht von ca. 0,03 mm). 

Da ich Platin ausführlich kannte, da dieses Metall mir 
perade in den besten Präparaten keinen deutlichen Einfluß der 
Farbe ge/.eigt hatte und da die stTuriide Depolarisation bei 
demselben kaum vorkommt, so erschien es mir ])esonders 
wichtig, auch bei diesem Metalle noch zu prüfen, ob sich nicht 
Gitter herstellen ließen mit klar ausgesprochenem Unterschied 
gegen die Wellenlänge. 

Systematische Versuche ergaben als Bedingung: 

a) zwischen zwei Glasplatten; obige Batterie; 25 Win- 
dungen der erwähnten Drahtspule; 5 mm Schlagweite; Platin- 
draht 0,04 mm Durchmesser, 5 cm zerstäubt 

h) offen zenttubt (in Luft oder Kohlensäure) gibt unter 
im übrigen denselben Bedingungen wie ohen bisweilen bei 5, 
bei 7 und bei 10 mm Schlagweite Stellen, welche die Farben- 
differenzen zeigen. 

c) Dünnere Platindrähte mit geringerer Entladungsenergie 
zerstäubt, geben noch etwas bessere Eesultate; z. £. Draht 



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276 



Braun, 



Ton 0,02 mm Durchmesser, 3 cm zwischen Platten zerstäubt 
mit 4 bis 6 Flaschen und 3 bis 6 mm Funkenläiige. Mit Ver- 
minderung der Entladungsener^ie treten caeteris paribus die 
Gitterwirkungen, mit Vermehrung derselben die ITarbeuimtar- 
schiede zurück. 

Ich habe, namentlich nach Bedingungen a und Platin- 
prSpftrate erhalten, welche die Uatenchiede (bräunlioh x» bl&n« 
lieh ) wenn auch nicht so ausgesprochen wie' die orgMiitohen 
Präparate, aber doch klar und gut zeigen und an den SO er> 
mittelten Stellen in rotem Licht Helligkeitsdifferenzen aol^ 
weisen« Ich habe ferner an einer großen Anzahl Ton Zentftn* 
bungen verschiedener Metalle und an sicher weit über zwei- 
hundert Stellen derselhen fthereinstimmend dns gleiche Verhalten 
gefiindui. 

Immerhin wftre es nicht ansgeecMoeaen, daß die geringen 
Farbendiffueoxen, welche ich heohaehtet habe, Ton einem Di- 
ehroiimna des Metallee herrtthrten, der so schwach ist, daA 
«in Beobachter^ den die Erscheinnng nicht direkt interessierte» 
ihn als unsicher betrachtete nnd deshalb lieber nidit angab. 
Was mir dagegen spricht, ist der Umstand , daß die Farben« 
differenzen gerade mn so deutlicher herrortreten, je mehr man 
aidi Ton denjenigen Bedingungen der Hentellnng entfernt, bei 
denen starke -Doppelbrechnng xn erwarten wftre; und der 
weitere schon früher erwShnte, daß in den dickeren Metall- 
schichten, die in der Mitte liegen, Doppelbrechung fehlt Es 
ist mir aber nicht gelungen, die Farbenunterscfaiede in der 
obigen Art stftrker zu bekommen. Ich yermute den Grund 
darin, daß man, um überhaupt ausreichende Zerstäubung zu 
erhalten, den Draht hoch über seine Schmelztemperatur er- 
hitzen muß und damit wahrscheinlich schon auf die Bildung 
immer wesentlich gleicher Teilclien anj^ewiesen ist. 

Aus dieser Anschauung entsjirani!; der lulgemle ent- 
scheidende Versuch. Ein Draht (0,0G mm dick) einer Legierung 
von 33 Proz. Gewichtsprozenten Piatin mit t>7 Pioz. Silber 
wurde zwischen dicken Glasplatten zerstäubt und die Zerstäubung 
mit Salpetersäure behandelt. Es blieb dann ein Platingitter 
zurück, welches für Schwingungen, die senkrecht zu ^^^ti 
Stäbchen stehen, gelblich (dies scheint die Durchlaßfarbe sehr 
dünner Piatiuschichteu zu sein), für die denselben parallelen 



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Metallische GüUrpolariiaiion, 



277 



Schwingungen grünlich -bläulich erscliieu. Das Bild erinnert 
durchaus an dusjeuige der mit Metall imprägnierten Pflanzen- 
fasern. Wenn ich noch hinzufüge, daß man an diesem Platin- 
gitter auch im reflektierten Licht wesentlich die Ergänzung 
zum durchgegangenen beobachtet, so scheinen mir damit auch 
die letzten Zweifel beseitigt zu sein, daB wir es in den metall- 
gefärbten organisierten Präparaten, ebenso wie in den Metall- 
zerstäubuiigen mit derselben Erscheinung, nämlich mit Hertz- 
sehen Gittern zu tun haben. 

Strasburg i. E., 13. Dezember 1904. 

(Eingegangen 25. Dezember 1904.) 



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278 



3. MhUge Beobachtungen, 
die sich auf kiknetliche Doppelhreehung h&niehen; 

von Ferdinand Braun, 

Naclulem ich gezeigt^) hatte, daß geschichtete Dielektrika, 
wenn ihre Struktur klein ist gegen eine Wellenlänge, sich 
elektrischen Wellen gegenüber verhalten wie ein homogenes, 
doppeltbrechendes Mittel, schien es mir wünschenswert, auch 
das optische Analogon zu realisieren. Aus dieser Absicht ent- 
standen Versuche, welche mich dem eigentlichen Ziele nicht 
so nahe brachten, als ich angestrebt h;itte. Ks wurden dabei 
aber einige Beobachtungen gemacht, die ich einfucli als Tat- 
sachen referieren will. Auch mag es für die Fortführung der 
Arbeit nützlich sein, Wege mitzuteilen, welche aussicLtavoU 
schienen und docli nicht zum Ziele führten. 

1. Vorcjetäiisdiic Doppelbrechung. Glasfäden gelten als 
doppeltbrechend; sie mögen es auch sein, aber schwach. Mau 
schneide sich aus Glaswolle ein Bündel möglichst geradliniger 
Stücke und mache daraus, am besten in einem hohlen Objekt- 
träger, eine tiache Schicht von etwa 1 mm Dicke. Im Polari- 
sationsmikroskop werden sie zwischen gdcreuzten Nicols beim 
Drehen hell und dunkel. Umgibt man aber ein solches Bündel 
mit Zedernholzöl (n = i,öl)^ 80 ist der größte Teil der schein- 
baren Doppelbrechung verschwunden. In Methyle^jodid (n » 1 . 7 4 ; 
kommt sie wieder zum Yorsehein, natürlich nicht so stark als 
wie in Luft.*) 

2. OesehidktBte DieUkirika habe ich n. a. yersacbt in fol- 
gender Weise herzustellen. Eine Spiegelglaeplatte von etwa 
5 cm Breite wurde auf eine Länge von etwa 10 cm in sehr 
verdünnte KoUodiumlOsung eingetaucht, herausgezogen und 



1) F. Braun, Physik. Zeitaobr. &. p. 199. 1904. 

2) Vgl. dazu auch 0. Bütschlis Beobachtungen an Sprungsystemen 
von großer Regelmäßigkeit (Verb. Natiurh. Med. VereioaHeidelbeig. N.F« 
VII. p. 687 ff. 1904>. 



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Küiutiiche J)oppelörechunff. 



279 



vertikal trocknen lassen. Es bildet sich eine Haut von Kol- 
lodium [n — 1,517). welche nur einen Bruchteil einer Wejlcu- 
länge dick ist. Sie wurde dann in eine alkoholische Lösung 
von Aloeharz eingetaucht {n = 1,56 ca.), liach dem Trocknen 
wieder in Kollodium, und so etwa zwanzig Doppelschichten 
aufeinander gelegt. Dann wurden die geschichteten Häute unter 
Petroleum mit einem scharfen Skalpell in Stücke von 1 cni^ 
zerschnitten und diese noch gut naß von Petroleum aufeinander 
gelegt. In dieser Weise lassen sie sich leicht, ohne faltig zu 
werden, aufeinander packen. Päckchen von 30 solcher Schichten 
zeigten im konvergenten Licht das Kalkspatkreuz (vgl. aber § '6\ 
Päckchen Ton 80 Schichten (in welchen also etwa 8000 Schichten 
auf weniger als 1 mm kamen] auch den ersten dunkeln bez. 
hellen King, wie ich erwartet hatte. An der Erscheinung 
änderte sich nichts, als ich alle Zwischenschichten mit einem 
Gemisch von Petroleum und Schwefelkohlenstoff vom Brechung»- 
exponenten des Kollodiums ansgefhllt halte. 

Als ich aber zur Kontrolle statt der geschichteten dftnnen 
H&utchen ein&che Kollodinmhäute derselben Dicke anfeinandor 
packte, zeigte sich dieselbe Erscheinimg. Ein einziger, ebenso 
dicker Brocken eingetrodcneten EoUodinms schien dagegen 
keine Ealkspatfigur zu geben. 

Idi ersetzte die EoUodiumh&nte durch dOnne eingetrock- 
nete Gelatineschiehten — es zeigte sich das gleiche. Ich fand 
dann, daß dies Verhalten der GMatineh&ute l&ngst bekannt 
ist; im Katalog von Steeg & Eenter worden solche als 
Bertin sehe Pr&parate" angeführt 

Ich ersah dann des weiteren aus der Literatur^), daß sie 
Tor Bertin schon von Ndrremberg hergestellt waren; des- 
gleichen, daß es sich, wie auch ich beobachtete, im allgem^nen 
um Erscheinungen handelt, wie sie zweiachsige Stoffe zeigen. 

8. Mich interessierten die Versuche, weil ich hoffte, eine 
Doppelhrechung herstellen zu können, welche unzweifelhaft 
jiH'lit ctul SpaiiiiLiij^^ei) . sondern auf eine Schichtunt^ zweier 
Stüde vüu verschiedenem Brechung^exponeuteu zurückzuführen 

1) VgU die Arbeiten tod O. Quincke, inebeiondere Ann. d. Phje. 

10. p. 47S. 1893: desgluicben die 1. c. p, 482 angeführte Literatur; ferner 
G. Quincke, Sitsungeber. der k. Akad. der WiMenach. Berlin 1904. 
p. 858. 



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280 



F, Braun» 



sei. Dies wurde mir wahrscheinlich aus der mir zunächst 
iiDÄIZiischojideii, aber auch längst l>ekarinteü Tatsache, daß 
Gelatine ihre ftinraul beim Eintrocknen erlangte Doppelbrechung 
nicht merklicli ändert, auch wenn sie nach tagelangem Liegen 
in Wasser vollständig weich geworden ist. Zu einem ent- 
scheidenden Versuch bin ich, wie *^chon erwälmt. nii-lit ge- 
komnoen. Der (iedauke aber, das Wa5«Ber in d r aulgequoHenen 
(ielatme durch den optisch fast gleich üichieii Methylalkohol 
zu ersetTien, führte (gegen die ursprüngliche Krwartung^ zum 
tolgenden netten Versuch^ den ich nicht erwähnt Unde und 
deshalb mitteilen will. 

Man lege die gewöhnlichen (auf Bindfaden, die sich in 
Rhomben zu durchkreuzen pflegen, aufgetrockneten) Gelatine- 
tafeln so lange in destilliertes Wasser, bis sie ganz weich ge- 
worden sind; man schneide dann eine Anzahl Rhomben mit 
der Schere heraus und lege sie in Methylalkohol. Packt man 
solcher Plättchen dann fünf bis acht zwischen awei dünnen 
Spiegelglasplatten in gleichsinniger Orientierung aufeinander, 




Fig. t. Fig. 2. 



so erhält man das schönste Bild eines zweiachsigen Kristalles. 
Fig. 1 zeigt das Bild zwischen gekreuzten Nicols für eine be- 
stimmte Orientierung des Präparates {die niaponalen der 
Rhomben parallel den Polarisationsobenen}. Lig. 2 für eine 
Drehung des Präparates um ca. 45"; beide Figuren für rotes 
Licht. 

Beim obigen Präparat waren einfach auf gut Gliuk die 
Rhomben alle in derselben geometrischen Orientierunc^ auf- 
einander gelegt. Das ist aber nicht ohne weiteres zulasMg. In 
einem Rhombus können die langen Diagonaien optisch die- 



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KÜMÜiclm Dopp0läreekunff, 



281 



jenige Rolle spielen, welche in anderen Gelatineplatten die 
kurzen haben. Ob überhaupt die Diagonalen eine optisch be* 
Torsugte Richtoog angeben, weiß ich nicht 

Sucht man gute und optisch gleichmäßige Stellen der 
Gelatineplatlen heraus und legt sie optisch orientiert auf» 
einander, so schnüren sich in Präparaten, die etwa 15 Bi&tt- 
chen enthalten, die Isoohromaten sohon sa swd getrennten 
Kurven ab. ^) 

Schnitte durch solche Gelatinepakete senkrecht zu den 
Rhombenflftchen geführt, scheinen sich, soweit sich dies be- 
urteilen Uefi, wie die entsprechenden Schnitte durch sweiachsige 
Kristalle lu rerhalten. 

Beim Einlegen in Methylalkohol werden die G^tine- 
platten opalisierend, was auf eine Ausscheidung sehr kleiner 
Teilchen von anderem Brechungsezponenten hinweist. Li 
Wasser zurflckgebracht, yerscbwindet die Opalessenz, kommt 
in Methylalkohol wieder, und so läßt sich das Spiel wohl an 
Iftnf bis sechsmal mit allmfthliob abnehmender Intensität 
wiederholen. 

Äthylalkohol wirkt ähnlich wie Methylalkohol, aber optisch 
nicht so stark. Chloroform macht die Gelatine fast ganz un- 
durchsichtig etc. etc. 

Läßt man ein Methylalkoholpräparat austrocknen, so wird 

63 wieder ganz wasserhell und zeigt im Polarisationsapparat 
noch die Hyperbelarme; die Ringe sind aber so breit geworden, 
daß man oft selbst den ersten nicht mehr sicher konstatieren kann. 

4. Die folgenden Zahlen geben einen Vergleich der Doppel- 
brechung obigen Gelatinepräparates mit einigen Kristallen. 
Mein Präparat war 2,8 mm dick. Eine Apatitplatte, welche 
halb so dick wäre, oder eine Kalkspatplatte yoq 0,1 mm Dicke 
würden etwa gleich große Hinge geben. 

1) Von Gelatinephttett, die in kleinen Bledumfamen eingetrocknet 
waren, sagt F. Klocke (N. Jahrb. f. Miu. p. 262. Jahrg. 1S81. 2. Abt.) 

schon: ,,Bei dickeren Platten kommen bunte lemnifel:atenfthnlic'he Kurven 
und endlich auch die inneren kleinen Ringe um die Aehaenpunkte hinzu" 
(za den für gewöhnlich lediglich beobachteten Hyperbeln). Die Behand- 
lang, wie ich sie angab, scheint besonders regelmäßige Figuren za liefem. 

(Eing^Spuigen 25. Desember 1904.) 



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282 



4. I^nfermcftttn^e» Alfter JS!Kfladim^8e9*«eMmcfi^M» 

in Geis 8 ler sehen Möhren; 
von Eduard Riecke, 

(Alu dea Nachr. der kgl. Gesellschaft der Wissenscliaften su Göttioigea* 

Matb.-pbysik. Kl. 1904. Heft 6.) 



L Apponto und KeBlnstnimenU. 

Den Beobachtungen selber mögen einige Bemerkungen 
über die dabei benutzten Apparate und Meßinstruiaente ?oran- 
geschickt werden. 

1. Die Geisslerscbe Röhre, ihre Füllung und die zwei damit 
ausgeführten Beobaclitungärcihen. 

Der lichte Durchmesser der im folgenden benutsten zylin- 
drischen Böhre betrug 2f374 cm, die Dicke des Glases 0,1009 cm, 
der Dnrdimesser der an kurzem Stile befestigten, als Kathode 
benntsten Alumininmscheibe 2,807 cm, der Durchmesser der 
an längerem Stile befestigten Anode 2,809 cm. Der Abstand 
der Anode von der Kathode, die L&nge der von der Ent- 
ladung durchlaufenen Sftnle betrug 28,83 cm* 

Zur Füllung der R5hre diente käuflicher Säeksioff; die 
den Stickstoff enthaltende Bombe stand zunächst in Verbin- 
dung mit einer kugelförmigen Vorlage. Der Druck des darin 
enthalteDen Gasee konnte mit einem Quecksilbermanometer 
gemessen werden. Mit Hilfe eines Zweiweghahnes kann die 
Vorlage entweder mit der atmosphärischen Luft, oder mit der 
Luftpumpe Torbunden werden. Durch die erste Verbindung 
werde der Druck des in der Vorlage enthaltenen Gases gleich 
dem Barometerstande b gemacht. Das Mischungsverh&ltnis 
des aus Stickstoff und Sauerstoff bestehenden Gases sei ge- 
geben durch A':0 = x:7/; ist dann v das Volumen der Vor- 
lage, so ist das Volumen des bei dem Drucke b in der Vor* 
läge vorhandenen Stickstoffs gleich {x / .r-]-i/)Vf das des Sauer- 
stoffs gleich [y j X -\- y)v. Die Vorlage wird nun von der Luft 
abgeschlossen uud mit der Stickstoff bombe verbunden; Stick- 



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£iUiathaiff$er9€hemmiff9m im Qmtslertehm Mohren. 28S 



Stoff strömt ein und der Druck erreicht den Betrag h + h. 
Das Volumen des in der Vorlage beündlicheu Sauerslotfs ist 
daon reduziert auf 

X + y b + h 

Bezeichnen wir das neue Mischungsverhältnis zwischen Stick- 
stoff und Sauerstoff mit x^ly^f so ist; 

«i + jfi » + + Ä 

Die Vorlage werde nmi gegen die Bombe abgeschlosseo 
und wieder mit der Atmosphftre Terbunden; der Druck wird 
dadurch tou neuem auf den barometrischen reduziert Wird 
darauf abermals Stickstoff sagelassen, bis der Oberdruck h 
wieder erreicht ist, so wird das neue IGsohungsTerhftltnis: 

Nach n Einströmungen mit immer gleichem Dracküber* 
schoß A wird das Verhältnis: 

Bei dem benutzten Apparate konnte hm» \b gemacht 
werden; gehen wir aus von atmosphärischer Luft, so ist 
y/x+y » ^\ daraus folgt für 

n« 11, 21, 81 

—i'"- - - 0,18, ü,Oülb, 0,0002. 

In die Röbreiileitung, die von der Vorlage nach der (^ueck- 
silberluftpumpe führte, waren drei V\ as( hiiaschen eingeschaltet; 
von diesen waren zwei mit Pyrogallussäure, die dritte mit 
konzentrierter Schwefelsäure gefüllt. Die Röhrenleitung endigte 
in einer feinen Kapillaren, die von unten in eine durch Queck- 
silber gegen die Atmosphäre abgeschlossene Baiometerröhro 
eingeführt war. Der torricellische Raum stand in unmittel- 
barer Verbindung mit der G eis sl ersehen Röhre, nur war 
zwischen beide noch eine mit wasserfreier Phosphorsäure ge- 
füllte Röhre eingeschaltet. 

Die erstmalige Füllung der Geisslerschen Röhre mit 
Stickstoff wurde in folgender Weise yorgenommeo. ICs wurden 



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284 



zunächst elf Füllungen der Vorlage mit Stickstoflf ausgeführt, 
und dabei die Vorlage nach jeder Füllung direkt mit der 
Atmosphäre verbunden. Bei zehn weiteren Füllungen wurde 
der überschüssige Gasinhait durch die Wascht! a«cben hindurch 
teils in die Atmosphäre, teils in die Pumpe entleert, um die 
Luft aus den Verbindungssröhren zu verdrängen. Hierauf 
wurde bis zu einem Drucke von 0^019 mm ausgepumpt und 
dann Stickstoß" zugelassen, der Druck in der Pumpe stieg 
dabei auf 0,283 mm. Unter diesen Verhältnissen wurden einige 
Vorrersuche angestellt, bei denen die Stromstärken verhältnis- 
m&ßig hohe Werte bis zu 5 Milliamp. erreichten. Die Pumpe 
wurde darauf noch Yiermal bis auf Drucke von 0,01 — 0,02 mm 
Quecksilber ausgepumpt und zwischendurch immer wieder mit 
Stickstoff gefüllt, der Druck betrug nach der letzten Füllung 
0,244 mm. Mit diesem Drucke begana eine «rffe vollständige 
Reihe ron Beobachtungen, die bis zu einem Dmcke von 
0,088 mm fortgesetzt wurden. Einzelne Störunger ergaben 
sich ans der Verwendang zu starker Ströme, welche den Drock, 
vielleicht auch den Gasinhalt derBöhre sobetrftchtUeh änderten, 
daß die bei auf- und niedersteigender Stromstirke angestellten 
Beobachtnngen eines Satses nicht mehr anf den gleidien Dnick 
rednsiert werden konnten. Nach Abschluß der Beobachtungs- 
reihe wnrde die Pumpe Tiermal bis anf Dracke von einigen 
hnndertstel Millimetern ausgepumpt und swischendnrch bis auf 
Drucke Ton etwa 15 mm mit Stickstoff geffült Nach der letzten 
Fttllung und der darauf folgenden E?aknation betrug der 
Druck 0,780 mm Quecksilber; mit diesem Drucke begann eine 
zumt» Beobachtnngsreihe. Es ist dieselbe, welche in einer 
früheren Mitteilttttg „Ober Evakuation Geisslerscher Bohren 
durch den elektrischen Strom'* ^) benutit worden ist Auch 
diese Beobachtungsreihe erlitt einmal eine Störung durch Ver' 
Wendung eines zu starken Stromes, 2 Milliamp. Die Charakte* 
ristik der Röhre zeigte nach dem Durchgänge dieses Stromes 
einen etwas anderen Verlauf ;ils zuvor; nach einigen Tagen 
stellte bich aber der alte Zustand wieder her; gegen die Ver- 
gleichbarkeit der Beobachtungen dürfte also bei dieser zweiten 
Reihe kein Bedenken bestehen. 

1) E. Kiccke, G«ttinger Nschrichteii 1904. p. 156; Ana. d. Flqrt. 
15. p. 1008. 1804. 



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jEntiaduHgsertcAemun^eu in Geisslerschen Möhren, 285 

f. Die Drnekmestungcn. 

Die Messung des Druckes in der Pumpe und in der damit 
Terbundenen Geissler sehen Bohre wurde nach der von Hagen 
angegebenen Methode ausgeführt. Neben dem Auslaßrohr der 
Pampe war zu diesem Zwecke ein Maßstab befestigt. Das 
Quecksilber in der Pumpe wurde so weit gehoben, daß eben 
noch Verbindung zwischen dem QuecksUbergefäße der Pumpe 
und zwischen der Geissl ersehen Röhre bestand. In der Aus- 
laßröhre stehe das Quecksilber dann bei dem Teilstriche A, 
in dem die Auslaßröhre umgebenden Gefäße in der Höhe 
der Druck des in der Pumpe enthaltenen Gkwes ist dann: 

wo b den Barometerstand bezeichnet. Das Volumen des in dem 
Quecksilbergefäße und in den damit zusammenhängenden Teilen 
der Pumpe enthaltenen Gases setzt sich aus zwei Teilen zu- 
sammen; der eine unveränderliche reicht bis zu dem Teil- 
striche 960mm des Maßstabes; der zweite veränderliche von 
da bis zu der Quecksilberkuppe bei h. Das Volumen des 
ersten Teiles sei V\ das des zweiten kann berechnet werden, 
wenn die Auslaßröhre kalibriert ist. Wir bezeichnen mit <» 
das Volumen, welches ein Stück Ton 1 cm Länge der Kapillare 
hesiUty dann ist das Volumen des Gases: 

Nun wird das Quecksilber gehoben, so daß es den ganzen 
Baum des Gefäßes und des Vorvakuums bis zu der Höhe d 
in der Nähe des Teilstriches ,960 mm füllt. Die Kuppe des 
Quecksilbers in der Auslaßröhre stehe jetzt bei h^, die Kuppe 
in der äußeren Röhre bei h^. Der Druck des Gases in dem 
Terkleinerten Baum ist jetzt gleich 

Das Volumen ist gleidi dem unTerftnderlichen Teile, der 
duzdk die in der flöhe tou 960 mm liegenden Querschnitte 
der Ausflußkapillaren begrenzt wird, vermehrt um die in den 
beiden Schenkeln enthaltenen Volumina. Die Länge jenes 
Teiles sei gleich / cm. Dann ist das Volumen der kompri- 
mierten Luft: 

<ü(/-f 9e-//i + 96-rf). 



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266 



£, JiUcke* 



Zur BestiiTimuiig des ursprünglicbeu Gasdruckes p ergibt 
sich nach dem Gasgesetze die Gleichung: 

Setzt man hier: 
80 erli&lt man zur Berecbnung von p die Formel: 

« tk A _L * ' . . w (96 - //, + 96 - rf) + w / 

oder: 

« /* k\(t^K-K\ o(96-Ai + 96-rf)+6»/ 

« lÄ - Ai) + T:rÄ,-j r:-« (a - ä, +~98 - Äö^o, /* 

Der Bruch ä^jIä — ä, ist aber gleich dem Verhält» 
niBBe zwischen dem Querschnitt der Kapillaren und zwischen 
dem freien, um den äußeren Querschnitt der Auslaßröhre Ter* 
minderten Querschnitt des umgebenden GefUßes. 

Bei größeren Drucken konnte das Quecksilber nur so weit 
gehoben werden, daß ein Teil des VorrakattniB damit erl&Ut 
war. Wir bezeichnen mit v den von dem komprimierten Gase 
erfüllten Teil des Vorrakanms, dieses gerechnet bis zn der 
Höhe des Teilstriches 960 mm« An Stelle der vorhergehendea 
Formel tritt dann: 

- (Ä - Ä,) (1 + ^ "Ä. J K--»- «i* - AöT^ST ' 

Bei der benutzten Pumpe war: 

r n 1060 com» Ol » 0,0404 ccm, / -> 2,8 cm, 

folglich fo / = 0,116 ccm. Ferner war ?:' = 21,2ccm, wenn das 
Quecksilber gerade bis zu dem Anfange des Vorvakuuins ge- 
lioben wurde, v= 10.0 ccm, wenn die Hälfte des Vorvakuuras 
mit Quecksilber gefüllt war. Das Verhältnis (V~^)i(^*~^) 
war gleich 0,012. 

3. Messungen der Stromstärke und der Elektrodenspannang: 

Zur Messung der Stromstärke diente ein Zeigerinstrumeot 

von Reiniger mit aperiodiscber Dinn])hiDg; das Instrument 
wurde im Nebenschlüsse mit einem Prttzisioubrbeostaten von 



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Entladur^serscheinungen in GeUtUrachm Mohren, 287 



Siemens benutzt. Die für verschiedene Nebenschlüsse gelten- 
den Redaktionsfaktoren sind im folgenden zusammengestellt: 

NAhanaihlnB Wert eines Skaleateiles 

neoenKatoo Ampöre 

10000 Obm 1,0861 X 10* • 

SOO „ 8,1418 X 10-6 

100 „ 8,8708 X 10-« 

20 „ 18,896 X 10-« 

Zur MoBsung der ÜlektrodenspaiiiiiiDg wurde ein Braun« 
Schee Elektrometer TOrwandt Die Beduktion der Ablesungen 
auf Volt wurde auf graphischem Wege vorgenommen. Zur 
Konstruktion der hierzu dienenden Kurve genügen die folgenden 
Angaben: 

am £lekUomet€r ^^^^ 

8 370 
6 710 

9 1063 
18 1418 
16 1798 

4. Läugenmeasungcu im Inneru der Röhre. 

Die Länge der verschiedenen Teile der Entladung wurde 
mit Hilfe eines parallel zu der Röhre aufgestellten Millimeter- 
stabes gemessen. Im Anfang wurde der Maßstab in einen 
Abstand von etwa einem Meter von der Röhre gebracht; die 
Ablesung erfolgte dabei mit einem Fernrohre, das auf einem 
Schlitten befestigt, l&ugs dem Maßstab venchoben werden 
konnte. Es zeigte sieb indessen, daß bei kleinen Stromstärken 
und großen Verdflnnungen der zur Achse der Bohre senk- 
rechte Kreusfitden nicht mehr sicher auf die Grenzen der ver- 
schiedenen Teile der Entladung eingestellt werden konnte, da 
diese Grenzen im Femrohre sehr verwaschen erschienen« Es 
war besser, den Maßstab in unmittelbare N&be der Röhre zu 
bringen, und mit Lupe oder mit bloßem Auge abzulesen. 
Dabei diente zum Einstellen eine Art von Diopter mit zwei 
mm dicken Messingdr&hten, die in einer zum Maßstabe 
senkrechten Ebene in schicklichem Abstände parallel mit- 
einander ausgespannt waren. Dieses Diopter war auf einem 
Schlitten befestigt, der längs der Teilung leicht verschoben 
werden konnte und der gleichzeitig einen Nonius trug. 



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288 Ritcke, 

Es mögen zunächst ein paar Beispiele von Messungen 
mitgeteilt werden, die über den Grad der erreichten Genauig- 
keit ein Urteil erlauben. 

1. Beobachtungen vom 24. November 1903. Ablesung mit 
Fernrohr, Füllung der Pumpe mit Stickstoff. 

Druck in der Pumpe vor dem Durchgang des Stromes 
0,283 mm, nach dem Durchgang 0,294 mm ; im Mittel 0.288 mm. 
Stromstärke und Spannung betrug vor Anstellung der Längen- 
messungen 1,010 X 10-^ Amp. und 687 Volt, nach den Beob- 
achtungen 1,035 X 10-3 Amp. und 668 Volt. Im Mittel war 
die Stromstärke gleich 1,023 X lO""^ Amp., die Elektroden- 
spannung gleich G77 Volt. 

Die Kathode werde im folgenden mit dem Buchstaben A' 
bezeichnet, der Scheitel der geschichteten positiven Licbtsäule 
mit die Scheitel der aufeinander folgenden Schiebten von S 
an gerechnet mit 8^, . . . \ es ergeben sieh dnon die folgen- 
den Ablesungen an dem Maßstäbe: 

K 
2,9d 



s 


5|o 


S 


9,94 


25,31 


9,82 


10,00 


25,39 


9,84 


9,91 


25,32 


9,80 


9,91 


25,30 


9,62 




2&,99 






S6,S8 




9,94 




9,82 



Mittel 

Hieraus folgt für die mittlere Länge s&mtliolier Sobiobten 

der Wert i/io'^'^io - l»ö43 cm. 

Wie man sieht, yerscbieben sich die Punkte S and w&brend 
der Beobachtung etwas nach der Katbode hin. 

Der Vertikalfaden des P^'ernrohres wurde hierauf auf die 
einzelnen Schichtenköpfe der Beihe nach eingestellt. Im Hin- 
und Hergehen des Femrobres ergaben sich dabei die folgenden 
Ablesungen: 

8 Sf Sg S§ 8f 8^ Sg 

9,50 11,80 12,82 14,88 18,07 17,63 19,14 20,56 22,12 28,69 25,18 
9,84 11,84 12,84 14,48 15,91 17,47 18,89 20,88 21,87 28,42 24,92 

Mittelwerte: 

9,i»2 11,27 12,83 14,40 15,09 H.är, 19,01 20,47 21,99 23,55 25,05 

Differenzen: 

1,70 1,56 1,57 1,59 1,56 1,46 1,46 1,52 1,56 1,50 



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ßiitiadwujfterseheimaiffmi in Geutienchen Rohren, 289 



Für die LäDge der ersten Schicht ergibt sich hiernach der 
Wert: 

/j — S — 1,75 cm, 

für die mittlere Länge der folgenden Schichten von ^| — 8^^ 
der Wert; 

1,531 ±0,016 cm. 

Die mittlere Abweichung der einzelnen Schichtenlftnge Ton dem 
Mittelwerte beträgt ±0,048 cm. 

Zar Vervollständigong führen wir noch einige andere Ab- 
memngen an, die fOr die Entladangserseheinmig von Bedeutung 
dnd. Die Qrenze der leachtenden Kathodenschioht werde mit 
die innere Grenze des KathodenglimmlichteB mit 0 bezeichnet. 
Dann ist: 

Ä'X = 0,I8cm, JT^- 0,55 cm, if^» 6,74cm. 

Die Temperatur betrug 17,8^ 

2. Beobachtungen vom 4. Dezember 1903. Der Maßstab 
war unmittelbar neben der Rölire aufgestellt, die Ablesung er- 
folgte mit der Dioptervorrichtung. Der Druck in der Röhre 
betrug vor dem Durchgänge des Stromes 0,217mm, nachdem 
Durchgang 0,220 mm, im Mittel 0,218 mm. Die Stromstärke 
war vor den Messungen gleich 2,033 x 10--^ Amp., nach den 
Messungen 2,221 x lO"» Amp., im Mittel 2,127 x lO-^Amp, 
Die Elektrodenspannung betrug 840 Volt. 

Die beim Vor« und Zurückschieben des Schlittens ge- 
machten Ablesungen sind die folgenden; Ä bezeichnet die Anode. 

4,94 5,88 5,50 16,13 17,87 19,39 20,85 22,27 23,72 25,11 26,53 28,41 
4,94 16,18 17,89 19,42 80,86 22,80 28,71 25,18 26,54 

Daraus folgt: 

l^^88^^ 1,78 cm. 

Im Mittel aus deu Difi'ereuzen — S^Sj wird: 

1,442 ±0,015 cm. 

Die mittlere Abweichung der einzelnen Schichtenlftngen von 
dem Hittelwerte ist gleich ±0,041 cm. 
Im flbrigen ergibt sich: 

JCi; = 0,39, irG^ = 0,56, ^.S« 11,21, 

A'^=* 23,80. 

▲aiutoa der Fhjiik. IV. Folge. 16. 19 



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290 



M, Rieche, 



Aus der Difieieuz der Ablesungen Ä und A ergibt sich 
der Abstand der Kathode von der Anode, die Länge des Ent- 
ladungsraumes, wenn man zu 23,80 noch die Dicke des Diopter- 
drahtes 0,33 mm hinzurechnet. Die Länge des Eutladungs- 
raumes beträgt daher 23,H3cm. 

Die Temperatur betrug 15,4'^, die Füllung der Röhre war 
dieselbe, wie bei den Beobachtungen vom 24. November. 

Die Eathodenplatte stand nicht genau senkrecht zu der 
Länge der Röhre, es wurde in der Regel iiuf den oberen und 
den unteren Rand einp^estellt und aus den um etwa l mm 
digerierenden Ablesungen das Mittel genommen. 

Bei jedem Satze wurde einmal mit zunehmenden und dann 
mit wieder abnehmenden Stromstärken beobachtet, am den Ein- 
fluß kleinerer Veriknderungen im Zustande des eingeschlossenen 
Oases zu eliminieren. Die Störungen, Ton denen in der ersten 
Nummer dieser Mitteilung die Rede war, machten sich eben 
dadurch kenntlich, daß die Beobachtungen bei abnehmendem 
Strome mit denen bei zunehmendem nicht mehr übereinstimmten. 
V>v\ nicht zu starken Strömen aber zeigten jene Werte eine 
befriedigende Übereinstimmung; das mag durch folgendes Bei- 
spiel erl&utert werden, 

BeobachtuBgMatB der «weiten Beihe. Druck 0,778 mm. 

t V Q S 

0,05» 0,052 1310 1820 2,76 2,82 

0,108 0»108 1233 1240 3,09 3,0ö 

0^178 0,181 1042 1038 0,89 0,40 4,05 4,13 

0,284 0,286 1000 998 0,84 0,89 4,62 4,61 

0,601 0,617 998 995 0,82 0,84 4,88 4,90 

0,795 998 0,27 4,97 



n. Die eheraktevisttMlieiL Xunren der Xnttaduiigen. 

Mit Bezug auf die Bezeichnung der einzelnen Beob- 
achtungssätze, die Verhältnisse des Druckes und der Temperatur, 
unter denen die Beobachtungen angestellt wurden, möge auf 
die in der früheren Mitteilung enthaltene Tab. 1 verwiesen 
werden. 



1) E. Riecke, Qöttuiger Nftcbr. 1904. p. 857; Ann. d. Phji. 16* 
p. 1004. 1904. 



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Entladungserscheinungen in Geisslerschen Bohren. 291 



Ans der zweiten Beobacfatnngsreihe, welche ans dem schon 
angegebenen Grande einen regelmäßigeren Verlauf zeigt als 
die erste, ergaben sich die folgenden Besnltate: 

Beobachtangaaati: E II III 

•Drack, mm Hg: 0,779 0J7fi 0,771 



f 


V 


• 

• 


V 


• 

% 


V 


0,057 


1280 


0,052 


1315 


0,211 


1014 


0,074 


1220 


0,108 


1235 


0,336 


987 


0,115 


1177 


0,179 


1040 


0,730 


934 


0,183 


1026 


0,285 


1000 


0,975 


979 


0,290 


992 


0,609 


996 






0,619 


988 


0,799 


998 







Die Stromstärken sind in Milliampere, die Elektroden- 
Spannungen in Volt angegeben. Die Ströme waren erst von 

einer Stärke von 0,1 MilliAnip. an vuUkonimen stetig. Bildet 
man die Mittel aus benuclibarten Wertpaaren der drei Beob- 
achtuugssätze, so ergibt sich die folgende Tabelle: 

1. 

Druck: 0,774 mm. 

i 0,054 0,074 0,111 0,1 Sl 0,211 0,287 0,336 0,614 0,730 0,795 0,976 

V 1297 1280 1806 1038 1014 996 987 989 984 998 979^ 

Bcobaclitungsaatz: IV V VI 

Druck, mm Ug: 0,423 0,423 0,422 

i V i V i r 

0,1 Üü 810 0,138 808 0,700 877 

0,150 798 .0,237 805 0,986 900 

0,851 800 0,888 81« 1,071 980 

0^757 844 

0,978 857 

Beobachtungssatzt VII VIII IX 

Dniek, mm Hg: 0,426 0,487 0,42b 

i V i V i V 

0,138 821 0,353 826 0,131 818 

0,235 821 0,715 877 0,336 817 

0,357 829 0,956 891 0,998 894 



0,747 886 1,139 90J 
<^954 917 



19' 



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292 



E, Mücke, 



Die MitteiüilüuDg führt zu der Tabelle: 

2. 

Drack: 0,424 mm. 

« 0,106 0,186 0,150 0,241 0,836 0,857 0,700 0,750 0,026 0,970 1,10» 
V 810 816 798 809 817 824 877 869 902 889 91» 

BeobMhtiugmts: XI XII XIII 

Dzuek, mm Hg: 0,280 ' 0,281 0,280 

i r < V % r 

0,095 687 0»098 675 0,244 76» 

0,114 717 0,112 703 0,363 799 

0,157 723 0,704 880 

0,257 758 0,B80 »0» 

0,379 820 

BeobMiitaiigMate: XIV XV 

Druck, mm Hg: 6,281 0,281 

i V i V 

0,709 883 0,087 677 

1,000 950 0,146 728 

0,682 903 

0. 855 943 

1, U5 1000 

Durch MittelbildiiDg ergibt sioh die Tabelle: 

8. 

p " 0,281 mm. 

t 0,092 0,118 0^151 0,250 0,871 0,698 0,872 1,000 1,141^ 
V 660 710 

BeobachtuDgssats: 
Urnck, mm Hg: 



725 759 


809 890 


925 


950 IW» 


XX 


XXI 


xxu 


0,224 


0,222 


0,219 


f F 


* 

• 


V 


»• V 


0,184 789 


0,187 


765 


0,186 W 


0,885 846 


0,888 


825 


0,889 882 


0,661 927 


0,659 


910 


0,685 934 


0,834 943 


0,831 


946 


0,868 972 


1,107 1012 


1,222 


1082 


1,161 1051 



Im Mittel ergibt sich aus diesen Sätzen die folgende Tabell«: 

4. 

p " 0,222 Dim. 

f 0,1 30 0,836 0,668 0,832 0,b68 1,168 
V 771 834 921 944 974 1082 ' 



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Ei^ladtmgterscheinungen in GeUtler sehen Bohren, 293 



Die in den Tabb. 1, 2, 3 und 4 dargestellten Reihen 
Ton Wertpaaren i und F sind in Fig. 1 graphisch dargestellt. 
Bei größerer Verdünnung war fur jeden Druck nur ein 
Beobachtungssatz vorhanden wegen der durch den Strom 
veraulaßten Druck&bnahme. Für diose Beobachtangen sind 




0 1 S^nnulivkem 

Mil/ia/nprn 



OiairnkterMtitclie Karven der Strömung bei den Baobachtangea 

der zweiten Reihe. 

Pig. 1. 

daher keine tabellarischen Zusammenstellungen, sondern nur 
die graphischen Darstellungen durch die Charakteristiken ge- 
geben. 

Der gestrichelten Kurve, welche in die Lücke zwischen 
die Kurven 0,222 und p ^0,111 gezeichnet ist, liegt ein 



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294 E. EUcht, 

Beobachtungssatz der ersten Reibe zugrunde. Die aus dieser 
Reihe folgenden charakteristischen Kurven stimmen im all« 
gemeinen mit denen der zweiten Reihe wohl übereiu. Nar 
sind die gleichen Drucken entsprechenden Kurven der ersten 
Reihe gegen die der sweiten ein wenig nach unten verschoben. 

III. Der Scheitel der positiven Lichts&ule. 

Bei der Entladung in einer Geisslerschen Röhre grenzt 
sich der Scheitel der positiven Lichtsäule in der Regel ziemlich 
scharf ab; er gestattet daher eine gute Einstellung des Diopters, 
und sein Abstand von der Kathode kann mit ziemlich großer 
Genauigkeit bestimmt werden. Die aus den Beobachtungen 
sich ergebenden Resultate sollen im folgenden zusammengestellt 
werden. Dabei berücksichtigen wir znn&chst wiedemm nur 
die fieobaohtnng^ der sweiten Reihe. Der Abstand des 
Scheitels von der Kathode ist mit K8 bezeichnet; als lAogen- 
dnheit dient das Zentimeter. 

1. Der Scbeitelabetand als Fuuktiou der Stromstirke. 

Beobacbtungsfatz: I II III 

0,771 
t KS 
0,211 4,32 
0,336 4,63 
0,730 4,87 
0,975 4,98 



Druck, mm Ug: 


0,779 


0,772 




• 

t 


KS 


i 


KS 




0,057 


2,96 


0,052 


2,79 




0,074 


3,15 


0,108 


3,08 




0,115 


3,28 


0,179 


4,09 




0,183 




0,285 


4,61 




0,290 


4,57 


0,609 


4,89 




0,619 


4,79 


0,795 


4,97 


Im Mittel ergibt sich die 


Tabelle: 








1. 

p » 0,774 mm. 




i 0,054 0,074 0,1 Ii 


0,lbl 


0,211 


0,287 0,336 


0,61^ 


K8 2,8T 8,15 8,18 


4,10 


4,82 


4,59 4,68 


4,84 


BeobacbtuDgssats: 


IV 


V 




Dmck, nm Hgs 


0,428 


0«428 




i 


KS 


t 


KS 




0,106 


4,67 


0,188 


5,06 




0,150 


5,07 


0,287 


5,58 




0^251 


5,51 


0,862 


5,96 


* 






0,757 


6,66 








0,978 


6,98 



0,730 0,7 i*5 0,975 
4,87 4,97 4,98 

VI 
0,422 

i KS 

0,700 6,87 

0^926 7,28 

1,071 7,89 



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EnÜadungserscheinungen in Geisslerschen Röhren, 295 



Beobachtonganti: YK YIII IX 

Drude, mm Hg: 0,426 0,427 0,425 



i 


KS 


• 

% 


KS 


• 

• 


KS 


0,188 


5,87 


0,858 


6,26 


0,181 


5,42 


0,225 


5,80 


0,745 


7,X2 


0,886 


6,28 


0,357 


6,20 


0,956 


7,45 


0,098 


7,45 


0,747 


7,07 


1,188 


1,68 






0,954 


7,44 











Im Mittel ergibt sieb: 

2. 

p ■> 0^424 nm. 

i 0,106 0,136 0,150 0,241 0,386 0,357 0,700 0,749 0,926 0,970 1,105 

KS Afil 5,28 5,07 5,68 6,23 6,14 6,81 6,95 7,23 7,88 7,58 

Beobachtungssat»: XI XII XIII 

Draek, mm Hg: 0,280 0,231 0,280 



i 


KS 


i 


KS 


i' 


KS 


0,095 


6,05 


0,098 


5,92 


0,244 


8,46 


0,114 


7,07 


0,112 


7,01 


0,362 


9,29 






0,157 


7,57 


0,704 


10,91 






0,257 


8,50 


0,890 


11,46 






0,379 


9,36 






Beobachtungesatz : 


XIV 


XV 




Druck, mm^Ug: 


0,281 


0,231 






t 


KS 


• 

% 


KS 






0,709 


11,03 


0,087 


5,52 






1,000 


12,06 


0,146 


7,56 










0,682 


11,06 










0,855 


11,72 










1,145 


12,62 





Im Mittel ergibt üch: 

6. 

p V 0^281 mm. 

i 0,092 0,118 .0,151 0,250 0^71 0,698 0^72 1,000 1,145 
KS 5,88 7,04 7,56 8,48 9,82 11,00 11,59 12,06 12,62 

Beobtehtnngasatz: 
Dfaek, mm Hg: 





X 




XXII 


0,224 


0,222 


0,219 


• 

% 


KS 


i KS 


i KS 


0,184 


7,83 


0,137 7,72 


0,136 7,82 


0,335 


9,61 


0,333 9,54 


0,339 9,68 


0,661 


11,24 


0,H59 11,21 


0,685 11,48 


0,884 


11,87 


0,831 11,96 


0,868 12,35 


1,107 


12,67 


1,222 12,88 


1,161 18,24 



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296 



E. Rieche, 



Im Mittel ergibt sich: 

4. 

p - 0,222 mm. 

% 0,186 0,886 0,668 0,882 0,888 1,168 

K8 7,79 9,61 11,81 11,91 12,85 12,98 



Die Tabb. 1, 2, 8 und 4 Bind durch die Kurven der Fig. 2 
graphisch dargestellt F6r höhere VerdUiinungen geben wir 




Rg. 2. 

wie bei den Charakteristiken nur die graphischen Daratellungen. 
Die gestrichelte Kurre bezieht sich auf die schon im Torhar- 
gehenden benutzte fieobachtung der ersten Beihe. 

* 

2. Der SeheiteUbaUnd als Fanktion der Elektroden- 

epannuDg. 

Aus den Beobachtungeu ergeben sich die folgenden Tabellen: 

p m 0,774 mia. 

r 1297 1227 1177 1040 1018 989 
K8 2,87 8^11 8,28 4,09 4,85 4^82 

p « 0,424 mm. 

V 810 803 819 802 818 824 881 901 902 
XS 4,67 6,06 5,89 5,64 6,88 8,28 7,09 7,45 7,68 



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Mntiaäimffieriehtimaiffen in Oei$ilertekm MohrmL 297 



p — 0,231 mm. 

V 677 681 7in 725 759 809 890 925 950 1000 
KS 5,52 5,98 7,04 7,56 8,48 9,32 11,00 11,59 12,06 12,62 

p «t 0,117 mm. 
V 847 988 1102 1276 1882 1857 
KS 8,58 11^ 14,86 18,68 17,81 17,52 



Der Jiilnilt dieser Tabellen, sowie einiger weiterer Reob- 
Acbtungssätze ist in ITig. 3 graphisch dargestellt Die Kurveo, 




Fig. 3. 

welche den Drucken 0,231 mm und ;7sO,ll7mm ent- 
sprechen, dnrchschneiden sich. Alle zwischenliegenden Kurven 
müssen sich in gleicher Weise zueinander verhalten. Daraus 
folgt, (laß all diese Kurven eine gemeinsame Umhüllungsliuic 
besitzen, der sie sich auf ziemlich weite Strecken hin ziemlich 
nahe anschließen. Dies hat eine Folj^c, die bei den Beob- 
achtungen der ersten Reihe in sehr eigentümlicher Weise hervor- 
trat. Die Drucke dieser Reihe lagen zwischen den Grenzen 
0/24 mm und 0,09 mm. Die Kurven, durch welche KS als 



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298 



E. Bückß, 



Funktion von J' dargestellt wird, haben also eine gemeinsame 
Umhüllende. Die Beobachtungen waren so verteilt, daß die 
durch zusammengehörende Werte von F und Ä'*S' bestimmten 
Punkte der Kurve alle nahe an dieser Umhüllenden lagen. 
Alle Beobachtungen konnten also ganz unabhängig vom Drucke 
durch eine einzige Kurve dargestellt werden. Die Beobachtungen 
der ersten Reihe für ^icb allein legten den Schluß nahe, daß 
der Scheitelabstand nur eine Funktion der Elektrodenspannung 
und unabhängig vom Drucke sei. Die Beobachtungen der 
zweiten Reibe zeigen, wie dieser Schein zustande kommt. 

Die Gleichung der Umhüllenden wurde aas der ersten 
Beobachtungsreihe berechnet; bezeichnet man mit «den Ab- 
stand KS zwischen! dem Scheitel der positiven Lichts&ule and 
der Kathode, so ergab eich für die Elektrodenspannnng die 
Gleichung: 

263 + 96,5« - 6,685«' + 0,258««. 

Die dieser Gleichung entsprechenden Wertpaare sind in 
Fig. 3 durch die gestrichelte Kurre mit den durch x bezeich- 
neten Punkten dargestellt. Mit der Umhüllungskurve, die sich 
aus den Beobachtungen der zweiten Reihe ergibt, föllt jene 
Kurve nur im Anfange zusammen. Das hängt ohne Zweifel 
mit den erwähnten Störungen der ersteu Reihe zusammen. 

IV. Di« iimm Onum des n»gatlT«n OlimmltohtM* 

Bei konstantem Drucke und waclisendem Strome rückt 
die innere Grenze des negativen Glininilit htes gegen die Kathode 
hin, nähert sich aber dabei einer bestimmten Grenzlage: dies 
wird durch die folgenden Tabellen anschaulich gemacht; G be- 
zeichnet dabei die Grenze des Glimmlichtes. 









p = 0,774 mm. 










• 

• 


0,191 


0,304 0,614 


0,762 


0,975 






KG 


0,40 


0,84 0,80 


0^89 


0,80 










p — 0,424 mm. 








t 


0,106 


0,130 


0,150 0,241 0,352 


0,737 


0.965 


1,105 




0,68 


0,64 


0,61 0,57 0,61 


0,44 


0,42 


0,48 








p = 0,231 mm. 








• 

t 


0,092 


0,111 


0,151 0,250 0,371 


0,698 


0,878 


1,078 


KQ 


0,89 


0,86 


0,82 0,78 0,70 


0,67 


0,64 


0,64 



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£nüadungi€r$chemimgen in GeütUrtcAm Bohren, 200 



p = 0,222 mm. 
t 0,186 0,336 0,668 0,844 1,163 

KG 0,96 0,81 0,78 0,71 0,70 

p = 0,1 17 mm. 

t 0,072 0,117 0,247 0,416 0,489 0,530 

KG 1,60 1,56 1,42 1,35 1,33 1,31 

Von einer ausftüurlichen Mitteilung der bei geringeren 
Drucken angestellten Beobachtungen m5ge abgesehen werden; 
wir geben im folgenden nur eine Zusammenstellung der Grenz> 
werte der Distanz KO^g mit den entsprechenden Werten 
des Druckes. 



Nummer der 






P9 


9 


Beobachtungen 


p 


9 


berechnet 


i-ni 


0,774 


0,80 


0,231 


0,19 


IV-IX 


0,424 


0,48 


0,188 


0,86 


XI-XV 


0,881 


0,64 


0,148 


0,67 


XX-XXII 


0,222 


0,70 


0,155 


0,69 


XXIII 


0,117 


1,32 


0,154 


1,31 


XXIV 


0,113 


1,39 


0,157 


1,36 


XXV 


0,107 


1,47 


0,157 


1,44 


XXVI 


0,100 


1,51 


0,151 


1,54 


XXVII 


0,096 


1,60 


0,154 


1,60 


xxvni 


0,001 


1,71 


0,156 


1,69 


XXIX 


0,085 


1,88 


0,155 


1,81 


XXX 


0,079 


1,96 


0,155 


1,95 


XXXI 


0,074 


8,04 


0,151 


8,08 


XXXII 


0,069 


2,23 


0,154 


8,88 


XXXIII 


0,064 


2,41 


0,154 


2,40 


XXXIV 


0,061 


2,53 


0,154 


2,52 



Id der dritten Kolumne sind die Werte von p X g zu- 
sammengestellt. Wenn man von den drei ersten Werten ab- 
sieht, so sind diese Werte als konstant zu betrachten. Schließt 
man nur die beiden ersten Werte aus, so ergibt sich im 
Mittel: 

p = 0,1539. 

Das Produkt aus dem Abstände g und aus dem Drucke^ 
oder allgemeiner ausgedrückt aus g und der Gasdichte ist 
konstant; g besitzt danach den Charakter einer Heglänge. 

Mit Hilfe der vorher^cheiKlen Gleichung sind die berech- 
neten Werte Yon g erhalten. Daß die Werte Ton pg lili die 



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800 



E, RUckt 



beiden ersten Drucke zn hocli sind, dürfte durch die Tem- 
peratiirer}i()liui)g an der Kathode zu erklären sein. 

Aus der ersten Reobachtungsreiho ergibt sich die folgende 
Zu<^ammenstelUing zusammeagehörender Werte des Druckes 
uud des Abstandes g » A'6r. 





g 


P9 


g berechnet 


0 240 


0 AR 




0 A4 




V| 1 V 


0 15B 


0 78 


0,t65 


0,98 


0,164 


0,98 


o»t4e 


1,04 


0^182 


1,05 


0,184 


1,18 


0,158 


1,15 


0,122 


1,28 


0,149 


1,26 


0,120 


1,30 


0,156 


1,28 


0,114 


1,32 


0,1 ÖO 


1,35 


0,112 


1,39 


0,156 


1,37 


0,108 


1,42 


0,153 


1,42 


0,104 


1,47 


0,153 


1,48 


0,100 


1,57 


0^157 


1,54 


0,087 


1,78 


0,165 


1,77 



Im Mittel ist in guter ÜbereinstiinmiiDg mit der Torher- 
gehenden Beobachtiingsreihe: 

p x<7» 0,1588. 

Die mit dieser Gleichung berechueten Werte von g sind 
in der letzten Kolumne aufgeführt. 

Kine graphische Darstellung gibt Fig. 2. 

Die Ergebnisse dieses Abschnittes scheinen in Wider- 
spruch zu stehen mit den von Ebert^) gefundenen Besultaten. 
Nach ihm kann die Dicke des Katbodendankelranmes in Stick- 
stoff durch die Formel 

^^,796 « 0,211 

dargestellt werden. Mit Bezug darauf möge folgendes bemerkt 
werden. Die Beobachtungen von Ebert beziehen sich auf den 
dunkeln Kathodenraiim, d bezeichnet den Abstand der leuch- 
tenden Kathodenschicht von der inneren Grenze des Glimm- 
lichtes. Dagegen bedeutet g den Abstand dieser Grenze von 
der Kathode. Ferner beziehen sich meine Beobachtungen auf 



1) H. Ebert, Ann. d. Pliys. 10. p. 91. 1903. 



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^nUadany&ertcheinungen in Geüslersdien Höhretu 301 



geriiifjere Drucke als die von Ebert; bei ihm ist die Katln de 
uiibeciullußl, bei mir ist die Ausbreitung der Erscbeinungeü 
durcb die Röhrenwand begrenzt. Endlich benützt Ebert 
Wechselstrom, während bei meinen Beobachtungen Gleichstrom 
verwandt wurde. An sich sind die Messungen von Ebert 
genauer als die meinigen. Er bediente sich einer voll- 
kommeneren Meß Vorrichtung, und bei den von ihm benutzten 
Drucken sind die Grenzen der Lichterscheinungen schärfer 
und viel besser einzustellen. Bei m einen Beobachtungen war 
die äußere Grenze der leuchtenden Kathodenschicht immer 
mehr o ier weniger verwaschen. Eine genaue Messung der 
von Ebert beobachteten Dicke des dunkeln Zwischenraumes 
war unmöglich, da dieser Raum nach der Kathode nicht scharf 
begrenzt war. Dagegen bot die innere Grenze des negativen 
Glimmlichtes ein recht gutes Objekt für die Einstellung. Bei 
niedrigen Drucken fand übrigens auch Ebert die VerveiiduDg 
eines einÜAchen Diopters Torteilhiifler als die eines Fenurohres. 

V. Die Dicke der leuchtenden Kathodenschioht. 

Wie schon im vorhergehenden erwähnt wurde, war die 
äußere Gienze der leuchtenden Kathodenschichte verwaschen; 
die EinstelluDgen dürften von der Empfindlichkeit des beob* 
achtenden Anges ziemlich stark abhängen, und die im folgen- 
den zusammengestellten Zahlen sind daher nicht ebenso zu* 
verlässig, wie die der früheren Abschnitte. Die Grenze der 
leuchtenden Kathodenschichte bezeichnen wir mit X; aas den 
Beobachtungen der zweiten Reihe ergeben sich die folgenden 
Tabellen: 

p = 0,779 mm. 
» 0,211 0,336 0,730 0,975 
KL 0,22 0,21 0,17 0,n 

p = 0,424 mm. 

i 0,106 0,139 0,240 0,352 0,750 0,952 1,069 
KL 0,88 0,3ö 0,33 0,29 0,26 0,28 0,26 

p = 0,231 mm. 

» 0,092 0.113 0,151 0,250 0.371 0,695 U.^Tii 1,072 
KL 0,52 0,47 Ü,4Ö 0,43 0,41 0,43 0,43 0,43 

p « 0,117 mm. 
» 0,072 0,117 0,247 0,416 0,489 0,530 
KL 0,99 0,92 0,80 0,80 0,8 1 0,79 



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302 £. Ritcke. 

Man sieht aus diesen Reihen, daß auch die Dicke der 
leuchtenden Eathodenschicbt mit wachsender Stromstärke einem 
bestimmten Qrenzwert zustrebt. Hit Hinsunahme einiger 
weiterer bei noch größerer Verd&nnuQg angestellter Beobach- 
tungen ergibt sich die folgende Zosammenstellung. Dabei 
bezeichnet den Grenzwert, den die Dicke der leiichtendea 
Kathodenschicht bei wachsender Stromstärke erreicht: 



Nummer der 
Beobacbtuogen 


p 


a 


6 berechnet 


III 


0,771 


0,17 


0,16 


IV- IX 


0,424 


0,27 


0,21 


XI-XV 


0,231 


0,48 


0,46 


xxni 


0117 


0,80 


0,86 


XXIX 


0,085 


1,15 


1,15 


XXX 


0,079 


1,88 


1,88 


XXXII 


0,069 


1,84 


1,89 


XXXIII 


0,064 


1,36 


1,49 


2UCXIV 


0,061 


1,42 


1,54 




Fig. 4. 

Die Beobachtungen lassen sich näherungsweise wieder^ 
geben durch die Formel: 

^y.9v2« 0,124. 

Die mit dieser berechneten Werte Ton d sind in der vierten 
Kolumne angegeben. Eine graphische Darstellung gibt Fig. 4. 

VI. Die BoliiohtenULnire der positiTen Iilohtsanltt. 

Schon im zweiten Abschnitte haben wir herTorgehobeni 
daß zwischen der L&nge der ersten Schicht imd der Linge 



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Enäadun^serscheinun^en in Geisslerschen Röhren, 303 

der folgenden ein sehr merklieber Unterschied besteht. Wir 

werden daher die Länge der ersten Schicht, /j, einerseits, den 
Mittelwert der übrigen Scbichtenlängen, 1^^ andererseits unter- 
suchen. 

1. Lftnge der eraten Sehiebt. 

j> « 0,771 mm (Beolmchtanigasfttse II, III), 
i 0,609 0,762 0,975 
It 0^98 0,96 1,00 

p » 0,424 mm (BeobeehtimgHfitse IV— 130. 
« 0,241 0,852 0,787 0,952 1,069 
k 1,06 1,18 1,28 1,88 1,87 

p m 0,881 mm (Beobeehtangsstttee XI— XV). 
« 0,092 0,113 0,151 0,250 0,871 0,698 0,872 1,072 
A 2,89 1,70 1,57 1,56 1,70 1,71 1,75 1,80 

p m 0,222 mm (Beobachtoilgssätze XX— XXII). 
• 0,136 0,336 0,668 0,844 1,163 
1,72 1,78 1,87 1,87 1,93 

P — 0,ll7_mm (Bcobachtungssatz XXIII). 
f 0,117 0,247 0,416 0,489 0,530 
2.93 2.27 2,22 2,23 2,25 

p = 0,107 mm (Beobachtungssätze XXIV— XXVI). 
t 0,110 0,221 0,377 0,456 0,532 
Ii H,07 2,28 2,33 2,31 2,32 

p = 0,093 mm (Heobachtimgssätze XXVII— XXV1II)l 
t 0,205 0,329 0,381 0,440 
Ii 2,47 2,48 2,46 8,47 

Bei diesem letzten Dracke and ebenso bei einigen noch 
geringeren ist eine Änderung von /j mit der Stromstärke nicht 
mehr mit Sicherheit festzustellen. £s ergaben sich noch die 
folf^enden Wertepaare: 

p - 0,079 0,074 0,069 
- 2,57 2,77 2,90 

Die Beobaohtimgen sind in Fig. 6 graphisoh dargestellt. 
Mit wachsender Stromstärke scheint die Lftnge der ersten 
Behicht einem konstanten Grenzwert sich zn n&hem. Die Ab- 
hängigkeit dieser konstanten Längen Ton dem Dracke wird 
dnrch die folgende Tabelle bestimmt 

p 0,771 0,424 0,231 0,222 0,117 0,107 0,093 0,079 0,074 0,069 

Grenzwert von 

k 0,99 1,88 1,77 1,92 2,25 2,33 2,48 2,57 2,77 2,90 



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804 



E. JUeeke, 



Die Zaliien dieser Tabelle sind in Fig. 6 graphisoh dar- 
gestellt. 

Auffallend sind die großen SchichtenlSngenj welche bei 
kleinen Stromstärken auftreten; die Schiebten, welche zu den 
absteigenden Ästen der Kurren von Fig. 5 gehören, haben ein 
anderes Aussehen, als die zu den wieder anfiateigenden Ästen 





1 

1 

j-a777 


•s 




?! 




* 










■ 
















i 


1 


- 

1 


IN» 








1 








V 


■ # 

« 





























Ott Länyr (Irr rrstfjv 4 cm. 

Schuht 

Fig. 6, 

gehörenden. Es ist also nicht unmöglich, daß die absteigenden 
ond die anftteigenden Äste der Knrren zwei Terschiedenen 
Formen der Entladung angehören, und in WirUiehkeit nicht 
stetig ineinander ftbergehen. 

2. Mittelwerte iL der auf die erete folgenden Schichten. 

Der Mitteilung der Zahlen ifir die Mittelwerte möge 
die Bemerkung Torangeschickt werden, daß dieselben nicht 
gleichwertig sind, da je nach den Verhältnissen sehr Ter> 
schiedene Anzahlen von Schichten auftreten. 

p » 0,485 mm (BeobacbtUQgeii Y— IX), 
f 0,355 0,787 0,052 1,105 

4» 1,11 1,11 i,154 1,175 



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Entladuagfterscheinunyen in GeUnlerschen Rohren. 305 



p » 0,t81 mm (Beobaebtoogen XII— XV). 
f 0,250 0,871 0,698 0^78 1,07S 
^ 1,48 1,27 1,89 1,420 1,420 

p « 0,222 mm (Beobachtangen XX— XXII). 

• 0,886 0,668 0,844 1,168 
1,40 1,48 1,497 1,888 

p = ü,li7uiui (Beobachtung XXIIIJ. 

• 0,247 0,416 0,489 0,5äü 
1,98 t.67 1,74 1,74 

p = 0,107 mm (Bftolmchtungt'u XXIV— XXVI). 
i 0,222 0,389 0,390 0,4ö6 0,532 
/„ 1.94 1,84 1,S0 1,76 1,75 

p - 0,093 mm (Beobachtungen XXVil— XXVIIIX 

t 0,205 0,312 0,3Gl 

/« 2,27 1,80 1,76 

Die letsteo Beobachtiuigeii sind wahracheinlich durch die 
Anode beemflnAt Die Böhre war fftr diese Messungen etwas 



'I \ 








1 






B 

Ii 

0 a 


2 0 




SDntcAi-'i- 



r/un 

F.g. 6. 

ZU kurz; bei den größten Verdünnungen waren überhaupt nur 
noch zwei Schichten vorhanden, die zweite rflckte gegen die 
Anode hin und es ist wohl mOglich, dafi sie dadurch verkürzt 
wurde. Die Grenzwerte von sind in Fig. (5 durch die ge- 
strichelte Linie graphisch dargestellt 

Yll. Der Pnjffhiw asser dar poaittTaa XiolitflftQla. 

Die positive Lichts&ule ftülte bei den im vorhergehenden 
beschriebenen Beobachtungen den Querschnitt der Röhre nicht 

Auakn Pkjrik. lY. Folge. 16. 20 



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306 



E. Jüecke, 



völlig ans. Ihre Basis wurde gebildet durch die Anode; von 
dieser an verjüngte sich die Säule, und dehnte sich dann gegen 
ihr Ende hin wieder aus. Man hat also zwischen einem 
kleinsten, m der Nähe der Anode liegenden, nnd einem größeren, 
am Ende liegenden Querscbnitt zu unterscheiden. Die Um- 
risse der Lichtsäule waren ziemlich verwaschen, die Ein- 
stellungen wenig genau. Die im folgenden mitgeteilten Mes- 
sungen, welche den Zu!?ammenii:ing /wischen Säulendurch- 
messer, Stromstärke uml Druck aufklären sollten, können daher 
nur zu einer ersten Orientierung dienen, r/j hezeiciinet den 
irröBteii, den kleinsten Durchmesser der |)()sitivcn Lichtsäule 
Ui Zeiilinietern , und /, die entsprechenden Stromdichteu, 
berechnet unter der Annaiuue, daß die Strombabn durch die 
leuchtende 8äule gegeben sei. 

p =i 0,177 (Beobachtung Tom 12. Februar 1904, nach dem IL Haue). 



• 

« 


dt 




Ji 


Jt 


0,179 


1,33 


1,11 


0,1 2Ö 


0,186 


0,285 


1,39 


1,23 


0,188 


0,214 


0,G09 


1,53 


1,41 


0,381 


0,880 


0,795 


1,60 


1,40 


0,896 


0,516 


p M 0,774 (Beobachtung vom 


17. Februar 1904, nach dem IIL Satse). 


• 

f 




dt 


* 

Ji 


« 


0,211 


1,40 


1,28 


0,187 


0,164 


0,88« 


1,51 


1,84 


0,187 


0,248 


0,743 


1,57 


1,53 


0,884 


0,404 


0,97.. 


1,69 


1,60 


0,436 


0,484 


p = 0,420 (Beobachtung vom 19. Februar 1904, naeh dem V. Satae). 


• 

t 




dt 


• 


Ji 


0,1 S8 


1,46 


1,2S 


0,082 


0,107 


0,237 


1,63 


1,29 


0,113 


0,180 


0,362 


1,55 


1,37 


0,192 


0,245 


0,767 


1,79 


1,45 


0,801 


0,456 


0,978 


1,85 


1,50 


0,862 


0,552 


p = 0,420 


(Beobachtung vom 25. 


Februar 1904, 


IX. Sats). 


• 




dt 


* 

Ji 




0,090 


1,15 


1,12 


0,087 


0,089 


0,129 


1,34 


1,25 


0,091 


0,105 


0,214 


L3S 


1,27 


0,143 


0,169 


0,32ö 


1,49 


1,30 


0,186 


0,245 


0,649 


1,50 


1,40 


0,367 


0,420 


0,809 


1,61 


1,45 




0,492 


0,932 


1,62 


1,46 


0,452 


0,556 



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EHdadung»er9cheiaungen in Geistiersehen Bohren, 807 



p - 


0^88 (Bcobacbtung vom 7. Mftrz 1004, XVL Sttts). 


1 






Ji 


• 

Jt 


0,139 


1,39 


1,16 


0,092 


0,131 


0,635 


1,60 


1,37 


0,316 


0,432 


0,790 


1,60 


1,38 


0,895 


0,528 


1,044 


1,70 


1,41 


0,460 


ü,668 


1,242 


1,74 


1,50 


0,424 


0,704 


1,544 


1,78 


1,59 


0,620 


0,780 


- 0,222 (Beobacbtong rom 11. Mftfs 


1904, oMsh dem XX. Sa 


1 






Jt 


J* 


0,138 


1,30 


1,20 


0.106 


0,122 


().H35 


1,48 


1,25 


0,195 


0,273 


0,661 


1,66 


1,88 


0,305 


0,446 


0,834 


1,68 


1,51 


0,876 


0,466 


1,107 


1,80 


1,42 


0,436 


0,700 




INtfünlS^x trvtK^tuhm tiriimvDni/df. 



'\vwt 0, 7 7.» tum.' 
i>, 't.'OjJim 



A 



e;t sfk 9fi ^ 

•Pig. t. 



40 SbtimM^ntMiUiMmpat 



Die Werte der ersten bei dem Drucke von 0,420 mm an- 
gestellten Beobachtungsreibe weichen von denen der zweiten 
sehr starlc ab. Die übrigon Beobachtungen sind in Fig. 7 
graphisch dargestellt Innerhalb des Gebietes der Beobach- 
tungen scheint der Durchmesser der positiven Liohtsäoie von 
dem Drucke im wesentlichen unabhängig zu sein. 

(Eingegangen 24. Dexember 1904.) 



20' 



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808 



5. Größe und Vraaehe 

der JJoppelhrechung in Kun dt sehen Spiegeln 
und jErfte^tgtiny von Uopj^elbrevfnmy in Metall- 
spiegeln durch Zng;^) von Felix Kaempf. 

(AuMug an« der Lci|»ziger Düaertation.) 



Kundt^) land, datJ Metallspiegel, die durch Zerstäubung 
einer Drahtelektrode als Kathode im Vakuum hergestellt waren, 
die Eigenschaft der Doppelbrechung besitzen. Die Erscheinung 
wurde weiter v.'rfnlgt von Dessau'), der nachwies, daß auch 
die durch Kathodenzerstäubung erzeugten Oxydspiegel Dopp'd- 
brechuiifr zeigen. Eine genauere optische Untersucliung ergab 
das Resultat, daß bei Metallspiegeln der radial schwingende 
Strahl (elektrische Amplitude) gegen den tangential schwingen- 
den verzögert ist, dagegen bei den Oxydspiegeln der erstere 
gegen den letzteren beschleunigt. Eine Messung der Doppel- 
brechuDg mit dem ßabinetschen Kompensator erwies sieb 
wegen ihrer Kleinheit als unmöglich. Eine befriedigende Elr- 
klärung über die Ursachen der Entstehung der Doppelbrechung 
ist bisher nicht gegeben worden. 

Ich habe mir daher die Aufgabe gestellt, zunächst die ton 
Dessau Tergeblich angestrebte Messung des Betrages der 
Doppelbrechung durch zu führen, sowie durch weitere Versuche 
eine Erklärung Aber die Ursachen ihrer Entstehung zu finden. 
Diese letzteren fahrten mich zu dem auch für sich betrachtet 
vichtigen Ergebnis, daß die Metalle (Silber, Platin) durch Zug 
doppelbrecbend werden. Durch Vergleich dieser Tatsache mit 
den Resultaten, welche die Messung der Doppelbrechung an 

1) föno knne Angabe der Ergebnisse dieser Arbeit unter Besprechung 
der von F. Hraun (Sifzunceber. d. k. prouß. Akad. d. WisBensch.. 21. .Im. 
1904) ültfT di(' Natur der Kumltsclien Spiegel geftußerten AtiBichtm i>t 
in den Herichten d. mathcm.-phjr's. KI. d. k. Gesellscb. d. Wissenscli. zu 
Leipzig 56. p. 128. 1S04 emtbslreti. 

2) A. KvDdt, Wied. Ann. 27. p. 59. 1888. 
8) B. Dessaaf Wied. Ann. 29. p. 858. 1888. 



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Boppdbrechuiig in KundUcfien Spiegeln, dü9 



Eundtsehen Spiegeln lieferte, ergab sich, d&6 die Erklärung 
der letzteren am wahrscheinlichsten in dem Auftreten elastischer 
Spannungen zu suchen ist. Man kann sich diese hervorgerufen 
denken durch das Bombardement der Ton der Kathode fort- 
geschleuderten Molekftlaggregate, die sich bei ihrem Auftreffen 
auf die Platte deformieren und zugleich festgehalten werden, 
so daB in ihnen eine dastische Spannung zurückbleibt. 

I>0r Bur Kantellnng des VonaohsmaterlalM dienende Apparat 
und die Hemtellnng der Bpiegel. 

Die Herstellung des Versuchsmateriales wurde in ähn- 
licher Weise wie von Kundt und Moos er durcli Kathoden- 
zerstäuhung in einem evakuierten Gefäße, aus dem vorher 
durch Eiuieiten von Wasserstoff die Luft verdräugt war, aus- 
geführt. 

Um hierbei metallisch reine Spiegel zu erhalten, sind außer 
der sorgfältigen Dichtung dieses Gefäßes und dem eventuell 
mehrmaligen Einleiten von Wasserstotf, sowie dessen gutem 
Trocknen noch zwei Punkte besonders zu beachten. Der eine 
besteht in der äußerst sorgfältigen Reinigung der Glasplatten 
auf die die Metallschichten niedergeschlagen werden solleuj 
es zeigte sich auch, daß das Metall unter sonst gleicheu Um- 
ständen um 80 fester haftete, je reiaer die Glasfläche war. 
Aus diesem Grunde mußte die letzte Reinigung auch uumittel« 
bar vor dem Einlegen der Platten in den Eezipienten erfolgen. 

Aus später zu erwähnenden GrUnden wurde die Zer- 
stäubung bei verschiedenen Verdünnungen vorgenommen und 
schließlich sehr hohes Vakuum angestrebt. Mit der- Ver- 
dllnnuDg nimmt nun aber auch die Schwierigkeit der Her- 
stellung reiner Metallspiegel bei Zerstäubung einer Drahtelek- 
trode zu, weil durch die dadurch bedingte Erhöhung der 
Stromstftrke sehr häufig das Einschmelzglas« welches den Draht 
teilweise bedeckte, in Mitleidenschaft gezogen wird und teil- 
weise Terdampft, eine Erscheinung, die regelmäßig einen un- 
sauberen Spiegel zur Folge hat Dies ist der zweite erwähnte 
Punkt Jenaer Glas, das ' darauf hin zum Einschmelzen be> 
nutzt wurde, zeigte die Erscheinung in geringerem Grad; nut 
gutem Erfolg wurde auch Porzellan zum Schutze des Draht- 
teiles, der nicht zerstäuben sollte, angewendet Noch besser 



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310 



i\ Kaempf. 



1ie6 sich bd Platten und anderen Elektroden die Erscheinung 
dnrch Schirmen mittels geeignet geformter Anoden im dunklen 
Kathodenranm nach Patent Boas^) vermeiden. Ks sei noch 

darauf hingewiesen, daß in den meisten Fällen der erste Spiegel 

mißlang, wenn der Apparat längere Zeit nicht in Gebrauch 
gewesen war, indem wahrscheinlich die Klektrodeii dann Luft 
absoibiert hittten, die erst durch die Enthidungen heraus- 
getrieben wurde und das Metall nun oxydierte. Versuche 
wurden angestellt mit Platin- und Silberspiegeln. 

Gang der Untersuchungen. 

Um eine quantitative Messung der Doppelbrechung aus- 
flihren zu können, mußte die Dicke der betreffenden Spiegel 
bekannt sein. fi2s soll daher zunächst eine Beschreibung dieser 
Messungen folgen, an welche sich alsdann die Ausführung der 
Messung der Doppelbrechungen in denselben Spiegeln anzu- 
schließen hat. Durch Kombination der dadurch gewonnenen 
Resultate Iftßt sich die absolute Grdße der Doppelbrechung, 
d.h. die Differenz der Brechungsexponenten im Metall be- 
rechnen. 

Der weitere Verlauf der Untersuchungen wird sich dann 
mit Versuchen beschäftigen, die den Zweck einer Erklärung 
der Ursachen der Doppelbrechung verfolgen. 

Methodo der Biekenmesnixig. 

Da sich die von Moitser*) l)i*nutzte, ebenso wie die von 
C. H. Sharp'*) angewandte Modifikation der Wienerscheu 
Methode der Dickenbestimmung für meine Verhältnisse als 
ungeeignet erwiesen, wurde die Dicke aus der Intensität des 
reflektierten bez. durchgelaseenen Lichtes berechnet, indem 
hierbei die von Drude*) angegebenen \\>rte der Brechungs- 
exponenten und AbsorptioDskoeffizienten für Platin angenommen 
wurden. Diese können allerdings um einen gewissen Betrag 
von den Werten für Platin, das durch Kaihodenzerstäubung 

1) H. Boas, D.R.F. 85485. 

2) J. Müoser, Wied. Ann. 42. p. (i39. 1891. 

3) C. H. Sharp, Ann. d. Phya. 3. p. 210. liJOO. 

4) P. Drade, I.«hrbuch der Optik. 



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Doppelhreehtmg in KundUchen Spiegeln. SU 



gewonnen ist, n1)\voiclien. Außerdem ist die Verschiedenheit 
der ßrechuugsoxpoiienten in verschiedenen Richtungen im 
Metall, durch welche die Doppelbrechung hervorgehnicht wird, 
nicht berücksichtigt. Die Berechnung wurde so ausgefiilnt, 
daß die Intensitäten des rettektierten bez. durchgebeudeu 
Lichtes lür verschiedene Dicken theoretisch ermittelt und auf 
Koordinatenpapier aufgetragen wurde. Diese so erbaltenen 
Punkte wurden alsdauu durch eine Kurve Terbundeu, so daß 
durch Abgreifen der aus den Beobachtungen gefundenen Werte 
mittels Zirkels unmittelbar die Dicken sich ergaben. 

Ausführung der Absorptione- und SeflexionsmoMungen. 

Die Absorptions- bez. Reflexionsmessungen wurden mit 
einem Steinheiischen Oitterspektrometer, das symmetrischen 
Doppelspalt mit Trommelablesung hat, vorgenommen. Das 
durch eine Zylinderlinse parallel gemachte Licht einer Faden- 
glQhlampe fiel bei den Absorptionsmessungen unmittelbar, bei 
den Reflexionsmessnngen mittels eines Spiegels auf das mit 
Kanadabalsam auf der Olasseite des Spiegels aufgekittete 
Prisma, das schildliche Reflexionen an den sonst parallelen 
Glasw&nden beseitigte. Das Bild der Schicht und eines weg- 
gewischten Streifens entwarf eine Linse auf dem Spektrometer* 
spalte. Es wurde so orientiert, daß die Qrenzen der beiden 
Spalthftlften mit der TVennungslinie der Abbildungen Ton 
Streifen und Metall zusammenfielen. Die Spalte waren Yorher 
durch mehrmaliges Einstellen auf gleiche Helligkeit der Ge- 
sichtsfelder bei gleichmäßiger Beleuchtung beider Hälften ge- 
prüft. Da Platin nacli den Messungen von Kubens im sicht- 
baren SpekUuii) annähernd gicirlie Werte der Absorptions- 
bez. Reliexionskonstanten hat, wurde nur annähernd eine 
bestimmte Welleidänge eingehalten, wozu man Kchon duiih 
eine gewisse Breite im Gesichtsfeld des Spektrometers ge- 
zwungen ist. Die Beobachtungen fanden im grünen Teile des 
Spektrunis statt, das dem Auge am meisten zusagt. Der Be- 
rechnung wurde die Wellenlänge ). = 50Ü ^i^l zugrunde gelegt. 
Bei den Heflexionsmessungen konnte mit der beschriebenen 
Anordnung nicht genau der rechte Winkel eingehalten werden. 
Auf die geringe Abweichung wurde bei der Rechnung keine 
Rücksicht genommen. Die Genauigkeit der Messungen ist in- 



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ai2 Kaempf. 

folge (icr ei wähuten prinzipiellen Fehler, sowie wegen der un- 
vermeKÜK hen Fehler bei der Einstellung des Doppelspaltes 
keine große. Die einzelnen Werte sind Mittelwerte aus je 
fünf fiinzeleiDstellungen, die im mittleren Bereiche (3-- 30 fi^i 
Dicke) maximal bis 10 Proz. von dem Mittelwert abweicbeu, 
meist aber viel kleiner sind. Mit verschiedenen Spaltbreitea 
an einigen Stellen wiederholte Messungen ergaben im Maxi- 
mum eine Differenz von GProz., so daß die durch Einstellung 
und Ablesung bedingten Fehler etwa 5 Proz. betragen können, 
während die anderen Fehlerqnelien, die sich hauptsächlich aus 
der wenig genauen Kenntnis von A und x für die betreffenden 
Spiegel, sowie aus der durch die graphische Interpolation der 
theoretischen Dickenkurye resultierenden Ungenanigkeit su- 
sammensetzen, schätzungsweise his 20 Proz. Fehler bedingen 
können. Der gesamte Fehler belftuft sich demnach im Maxi- 
mum auf 26 Proz. Diese Betrachtungen gelten fQr durch- 
gebendes Licht in dem bereits angegebenen Dickeninterrall, 
ilftr größere und kleinere Werte, sowie für reflektiertes Licht 
sind die Fehler als größer anzunehmen. 

Bereehnung der Inteneitfit das reflektlMrten bas. duvehgehendeii 

Lichtes. 

NebenstebeDdc Skizze deutet choinH(i!<(h die auf p.811 beaehriebene 

Vereuchsanordnung an. 

Die Brechungsezponenten des Glases («1,52) und des 
Kanadabalsams sind nur wenig voneinander verschieden, 
so daß in der folgenden Rechnung n^-^n^ 



KaoadAbtlBSin fr« 

MetHll 
Luft 1 



gesetzt worden ist. ist der Brechungs* 
ezponent des Platins. Ferner wird unter 
der Amplitude der reelle Teil der kom- 
plexen Größe verstanden; die zu den kom- 
plexen Größen konjugierten sind durch bei- 
gesetzte Striche bezeichnet. 
Bedeutet 

wo 2,06 und iV« « 4,26 zu setzen ist, 



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Doppelbrechung m KundUehen Spiegdn. 813 

80 ergibt sich für die Amplitude des reflektierten Lichtes: 

für die Intensität, wenn R die zn E konjugiert komplexe 
GröBe bedeutet: 



J?Ä'« [r,r;+ ' {(r,r;+ r/) .008 4«ivA 



Die numeriacben Werte wurden mit komplexen Zahlen 
ausgerechnet, weil dies Verfahren sich als einfacher heraus- 
stellte, als die Formpl selbst durch Einsetzen von iV(l ^ix) 
selbst reell zu ni;n h*'ii. 

In der folgend« !! Tiiljelle sind für versrhietlene Diclcen Ö 
in der zweiten Kolumne die berechneten Werte YQTi{RRr^ an- 



rL:.::i:rt:.:j:l 




*= g rt - ri 1 [TTrn . L 1 1 1 1 rr 



II« 



Dteke dm Spiegel« in Millimeter. 



Fig. 1. 



gegeben, in der letzten Kolumne diese Werte diviuicrt durch 
den Wert der Glasreflexiou lx\. Diese letzteren Werte sind 
femer in der Fig. 1 eingetragen. 



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314 



F, Kaempf. 
Tabelle I. 



Thoorotischo Werte der lutensität des von einem auf Glas vom Brcchungs* 
oxpononten 1,52 niedergeschlagenen Platinspicgels bei der Dicke i re- 







Ii Ii 

in 


u 




• 


1 






8 


0,01768 


0,39R8 


4 


0,0G3l 


I,-1233 


5 


0,10023 


2,396 


8 


0,1364 


3,(tTT 


10 


0,2044 


4,G1 


12 


0,8188 


7,068 


15 


0,8875 


8,74 


20 


0,4880 


11,14 


50 


0,6288 


14,198 




0,5945 


18,418 



Fttr die Amplitude des durebgehendea Lichtes ergibt sieb 
bei den gleicben Bezeicbnnngen 



I) 



0(1+ r^ f 1 -fr») 
l + a' /■, 



für die Intensit&t, wenn IX wieder zu D konjugiert komplex ist 
und wenn man im Z&bler den Wert von r^r^ r^r^' einsetzt 

' [l {(r^r, ^-^o'rl')co8 4«-^X 
+ (V - rj) t sin 4 jr A ^ } -H * ' * " * " r^,' ' j . 



In der Tftb. II sind die beobachtbaren Werte der Ver- 
hältnisse der Intensit&ten des durch das HetaU gehenden 



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Jjoppelbrechung in Kundtscken Spiegebu 315 



Lichtes zu dem durch Glas gehenden Licht (Z>J) für die ver- 
schiedenen Dicken ö (in ^i/i) für die Wellenlänge l = 500 u(x 
angegeben. In der Fig. 1 (vgl. p. 313) sind für den Wert 1 
zehn Teilstriche augeuumuien. 

Tabelle IL 

Theoretiflebe Werte des von dnem auf Qlas 
Tom Brecboogaezponentcn 1,52 niedergeschlagenen Platinspiegeli TOD der 

Dicke a dttrcbgelassenen Lichte«. 





1 DD' 
\ Dl 


t 

i| 




DD' 
Dl 


0 


-r~' 




10 


0,2286 


1 


1 0,8406 




12 


0,1790 


s 


1 0,69.M 


ii 


15 


0,1262 


4 


0,5181 




20 


0,ÜT37 


5 


' 0,4531 




50 


0,0030 


8 


. i 0,2944 


1 







I i 



Besultate der Dickenmessungen. 

Von den gemessenen Platinspiegeln sollen zwei, bei denen 
auch eine Tollstftndige Messnog der Doppelbrechung ausgeführt 
wurde, als typische Fälle angeführt werden* Der mit I be- 
zeichnete Spiegel war durch Zerstäuben einer Drahtelektrode 
hergestellt, deren Spitze 8 mm von der Platte entfernt war; 
das Vakuum war so beschaffen, daß krilftiges, grünes Fluores- 
zenzlieht an den Glaswänden des Rezipienten auftrat Bei dem 
im gleichen Vakuum erhaltenen Spiegel II war die Spitze der 
Drahtkathode etwa 1 mm von der Auffangeplatte entfernt. In 
beiden Fällen war die Stromstärke so bemessen, daB die Ka- 
thode Botglut zeigte. Bei Spiegel I wurde die Dicke nur durch 
Absorptions-, bei Spiegel II durch Absorptions- und Reflexions- 
messungen bestimmt, indem die Werte If 7)' i Dl bez. RB'jBl 
beobachtet und aus den Tabb. I und II die zu^tliDi ijjen Dicken r/ 
bez. d' durch Interpolation gefunden wurden. Die Tahb. III 
und IV geben die Resultate, die auch in den Kurven der Fig. 2 
eingetragen sind. Der gestrichelt gezeichnete Teil der Dicken- 



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die 



Kaempf, 



klirren deutet Unncherheit der gegebenen Werte an. In den 
Tabellen bedeutet r den Abstand in Millimeter vom ZentnuD. 




Abstand von der Milte dei Spiegel« in MiUlmeter. 

I s Spiogel I. 
II - Sptogd IL 

Fig. 2. 



Tabelle III. 

ijrefuuUene Dicken d des Spiegels I in den Abständen r von der Mitte. 



(mm) 1 








5 


0,0165 


37,4 
85,8 


7 ! 


0,018 




0,051 


84 


1? ! 


0,079 


19 


18 


0,154 


13,2 


15 


0,239 


9,6 


17 


0,307 


7,7 


19 


0,381 


6,3 


21 


0,408 




23 


0,505 


4,2 


25 


0,504 


4,15 


27 


0,774 


1,4 


89 


0,868 


0,8 



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Doppelbrechung in ÄwuUtehen SpiegebL 817 



Tabelle IV. 



Qeßmdene Dkkeo dd' des Spiegels II in den AtistfliideD r 

TOB der Bütte. 





DD' 




RR' 

Rl 




1 


0, 191 


11,4 


7,75 




13 


s 


0,196 


1 1,8 


7,95 


13,3 


• 

0 


0,207 


10,7 


m /VA 

7,03 


12 


7 


0,869 


8,8 


6,65 


11,4 


9 


0,288 


8,8 


4,65 


10 


11 


0,408 


8,9 


8 


7 


IS 


0,487 


5,4 


2,46 


M 


15 


0,498 


4,4 


1,45 


3,9 


n 


0,629 


2,7 


1,18 


3.7 


19 


0,764 


1,6 


1,12 


3,6 


81 


0,796 




1,05 


8,45 


28 


0»808 


1,25 


l,Üi 


8,4 


26 


0,886 


1,05 


0,94 


8,86 



Bei den Resultaten ist zu beachten, daß die Werte m 
großem Abstand von der Mitte der Spiegel durch Auftreten 
von Oxydbildung getrübt sind, so daß für diese keine Garantie 
übernommeu werden kann. 

ICetliod« und Theoxi« der Memiuiff der Doppelbroohtuis. 

Da die absolute GröBe der zu messenden Doppelbrechung 
in den Metallschichten wegen ihrer geringen Dicke sehr klein 
war, erwies sich die Messung derselben mit dem Babinelsclien 
Kompensator . dessen Quarzkeil einen beträchtlichen Winkel 
besaß, als unmöglich. Es wurde deshalb die durch Polarisator 
und Metallachicht entstehende EUiptizität des Lichtes durch ein 
drehbar angeordnetes Glimmerblättchen von geringem Gang- 
unterschied geradlinig gemacht. Die bekannten Schwingung«» 
ebenen im Metall wurden dabei so orientiert^ daß sie mit dem 
Polarisator einen Winkel von 45^ einschlössen. 

Bezeichnet man den Winkel zwischen Analysator und 
Glimmer (der einen Oangunterschied S der beiden Strahlea 



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818 



F, Kampf* 



hervorrufe) mit 80 i8t, wenn der Gangnnterscbied im Metall < 
betr&gt, 

sin < M sin ^ sin 2 & . 

BezUglich der Durchführung der Rechnung verweise ich 
auf die Inauguraldissertation.^) 

AuafCihraiig und Betnltate d^r MMSungmx. 

Zunächst wurden die zum Messen dienenden Glimmer* 

blättchen, die nach Angabe der Firma Steeg & Reuter einen 

Gaugunterschied der Strahlen von Ä./8 bez. X/16 bedingen 
sollten, mit Hilfe des Babinotschen Korapensators geeicht, in 
dem iiire Achseti unter einem W inkel von 45^ g^g^n die Ebenen 
des Polarisatuis nnd Analysators parallel mit dem Quarzkeil 
gestellt wurden. Als Mittel von je 10 Einzeleinstellungea er- 
gaben sich die relativen Beschleunigungen zu 

= 0,1 38 X und =. 0,086 X . 

Zur weiteren Prüfung wurden die beiden Glimmer unterein- 
ander mittels des zu den eigentlichen Messungen benutzten 
Apparates Terglicben. wobei die Achsen des A/11,G Glimmers 
unter 46' zum Polarisator gestellt wurden, während der andere 
gedreht werden konnte. Als Mittelwert bei rechts- und links- 
seitiger Stellung des ersteren fand sich 2ass44,l', woraus 
sich für den it/11,6 Glimmer unter Zugrundelegung des 
Wertes A/T,6 für den kompensierenden Glimmer der Wert 31,15* 
oder A/n,69 ergab. Es wurde bei den Rechnungen der mit 
dem Babinetschen Kompensator gefundene Wert A/11,6 sn- 
grunde gelegt. 

Die folgenden Messungen an Metallspiegeln wurden teil- 
weise mit elektrischem Bogenlicbt, teilweise mit Nemstlicht 
ausgeführt, das durch Linsenkombinationen parallel gemacht 
wurde. An dem Polarisator befanden sich zwei, an dem Analy- 
sator ein Fadenkreuz, durch deren Deckung bei den Beob- 
achtungen man die Garantie hatte, eine ganz bestimmte Stelle 
auf dem zu messenden Spiegel zu haben. Letzterer wurde 
mit Kleb wachs auf einen drehbaren Ring, der eine seitliche 

1) F. Kaempf, loaag.-Disacrt Leipsig 1904, 0«k«r Lehier; vgL 
euch A. Winkelmann, Hudb. Optik II 1. p.7Sl. 



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Doppeibrteliung in Kunäudun Spiegeln* 819 



Verschiebung mittels Schlitten uud Schraube gestattete, be- 
festigt. Die Koinzidenz des Zentrums des Spiegels mit dem 
Mittelpunkt dos Kreises wurde dadurch erzielt, daß der Eiug 
mit seiner Achse 'zunächst aus der Apparataclise etwas lieraus- 
gebracht und der Spiegel dann so lange verschoben wurde, 
1)1 s ))ei Drehung des Binges der Spiegel in der Mitte des 
Fadenkreuzes immer annäliernd gleiche Dicke und Doppel- 
l)rechung zeigte. Eine ganz vollkommene Gleichheit der Doppel* 
brechung ließ sich nicht erreichen, da dieselbe selbst bei sehr 
regelmäßig aussehenden Spiegeln in konzentrischen Kreisen 
um geringe Betrftge schwankte. Der Mittelpunkt des Ringes 
selbst ließ sich leicht durch Halbierung der am Schlitten zu 
messenden Verschiebung von einem Ende zum anderen finden. 
Der kompensierende Glimmer und der Analysator hatten sowohl 
direkt ablesbaren Teilkreis wie auch Trommelablesung. Die 
Genauigkeit der Messungen ist wegen der geringen Größe der 
Winkel, sowie wegen der Schwierigkeit der Einstellung eine 
beschränkte; sie ist annähernd im ganzen Bereiche dieselbe, 
da bei sUlrkeren Doppelbrechungen infolge der durch die 
größeren Metalldicken bedingten stärkeren Absorption die Ein- 
stellung weniger genau ist als bei sehr dfinnen Schichtdicken. 
Aus den Abweichungen der verschiedenen Einstellungen be- 
rechnet sich die Fehlergrenze axif etwa 20 — 80 Proz. Es sollen 
zunächst die Resultate der Messungen an den beiden Spiegeln, 
deren Dicken in den Tabb. III und IV angegeben sind, in den 
folgenden Tabb. V und VI wiedergefjeben werden. Dabei be- 
deutet r wieder den Abstand des untersuchten Punktes von 
der Mitte des Spiegels in Millinieter; 2 a der auf p. 318 er- 
klärte beobachtete Winkel, € der daraus berechnete Gangunter- 
schietl der Komponenten, beides in Graden, Jj zl'der in Wellen- 
längen ausgedrückte absolute bez. auf die Dicke von 10 ju/u 
reduzierte Gangunterschied. 

Der in den Tabellen angeführte Wert 2r^, also bez. u, 
der nach den theoretischen Betrachtungen der Winkel zwischen 
Analysator und Giinmier bedeutet, setzt sich aus der Summe 
der beiden Drehungen des Analysators und Giinuners zu- 
sammen, die nach entgegengesetzten Richtungen auszuiühreu 
sind. M;in kann indes auch aus der Drehung des Gümmers 
allein den Gangunterschied « berechnen. 



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320 



F, Knempf, 



Tabelle V. 

Absoluter und lelativer GftngnnteTScbied J^A' im Abstand r von der 

lütte des Spiegek 1. 



r (mm) 




■ i / 




4' 


10 


18,6 


6,96 


0/>19 


0,0087 


11 


16,26 


8,8 


0,028 


0,012 


12 


19,88 


10,6 


0,029 


0,020 


13 


19,22 


9,78 


0,027 


0,021 


14 


21,36 


10,82 


0,030 


0,028 


15 


28,84 


12,03 


0,033 


0.036 


16 


18,42 


9,37 


0,026 


Ü,Ü3U 


17 


11,2 


8,7t 


0,024 


0,082 


18 


16,64 


7,48 


0,021 


0^080 


19 


. 11,06 


5,65 


0,016 


0,025 


80 


10,48 


5,82 


0,015 


0^025 


22 


5,1 


2,63 


0,007 


0,014 


85 


1,44 


0,75 


0,002 


0,006 



Tabelle VI. 

Abeolnter imd rtflatiTer Gaogantenchied A' im Abetend r von der 

Mitte des Spiegels II. 



r (mmj 


2« 


1 e O 


1 ^ 


J' 


1 


3,04 


1 1,57 


' 0,0044 


0,0038 


2 


3,0 


1,53 


0,0043 


0,0036 


3 


3,18 


1,64 


0,0046 


0,0040 


4 


3,5 


1,8 


0,0050 


0,0046 


5 


8,52 


1,82 


0,0050 


0,0047 


6 


8,76 


1,94 


0,0054 


0^55 


7 


M 


2,27 


0,0068 


0,0071 


8 


5 


2,57 


0,0071 


, 0,0085 


9 


6,18 


8,18 


0,0088 


. 0,011 


10 


6.2 H 


8,28 


0,0090 


0,018 


11 


6,8 


8,5 


0,0097 


0,016 


12 


8,08 


4,16 


0,0118 


0,021 


18 


8,5 


4,37 


0,0120 


0,022 


14 


7,44 


8,83 


0,0110 


0,021 


16 


7,24 


8,72 


0,0100 


0^028 


16 


5,14 


2,65 


0,0078 


0,019 


17 


8,26 


1,68 


0,0074 


0,018 


18 


2,6 


1,38 


0,0038 




20 


-0,5 


-0,26 


- 0,0007 




22 


- 0,62 


-0,32 


- 0,0009 




25 


-2,16 


-1,11 


-0,0038 





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Doppelbrechung m Kundteehm Spie^ein, 821 

Ist / der Winkel, um den der Glimmer aus seiner Ad- 
&iig88teUiing gedreht wird^), so ist 

(1) tg2;' — eos^tg2«, 
ferner ist 

(2) sin < » sin ^' sin 2 
daraus 

(8) -i7--tg*co.2«. 

Quadriert man (2), so ist 

sin*2i» < 
quadriert man (3), so ist 



sin' £ 



md'« 8in*« 
coe«3 + tg«2y • 

Es war z. B. ftkr r- 15 (Tab. 6) /s9,0'> und v (Winkel» 
um den der Analysator gedreht war) « 2,92®, also 

2»«i2;^ + 2«r»23,84^ 

Ans dem Einseiwert Ton 2;'>i 18^ berechnet sich « au 10,74 ^ 
während er nach der Tabelle aus 2e; zn 10.82® gefunden 
wnrde. Beide Resultate befinden sich in befiiedigender Über- 
einstimmung. 

Zu den Besultaten ist noch zu bemerken, daß die Spiegel 
im durchgehenden Licht in ihrem größten Teile eine rein graue 
Farbe, nach dem Rande hin jedoch einen Stich ins Braune 
zeigten, was auf Oxydbildung hindeutet. Dalier erscheinen 
die Kiiüdwerte der DopjjellMechung zu klein, da sie in Wirk- 
lichkeit die Doppelbrechung des dort vorhandenen ^Vietalles 
vermindert um Doppelbrechung des an gleicher Stelle sich 
befindenden Oxydes darstellen; letztere tritt am Rande des 
Spiegels II soweit hervor, daß sich der Sinn der Doppelbrechung 
umkehrt. Mau muß nämlich nach jeder der später zu er- 
wähnenden Annahmen über das Zustandekonimeu der Doppel- 
brechung erwarten, daß der auf die Dickeneinheit bezogene 
Wert der Doppelbrechung nach dem Rande hin fortwährend 
zunehmen sollte, was nach den Messungen aus dem erwähuieu 

1) VgL Diasertstkm p. ZS und 19. 

tePhfrfk. rv. Polft. Ift. 21 



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322 



Jf\ JCaempf. 



Grunde nicht der Fall ist. Der Sinn der Doppelbrechung 
wurde so bestimmt, daß an die Stelle des Metallspiegels ein 
GlasBtreifen gebracht wurde, der gedehnt werden konnte. Hier- 
bei wird nach den Versuchen Ton Wertheim') und Mach') 
der in der Zugrichtung schwingende Strahl verzögert. Es be- 
stätigte sich bei diesen Versuchen das bereits von Dessau 
gefundene Resultat, daß im Metall der radial schwingende 
Strahl gegen den tangential schwingenden verzögert ist. 

Ans dem größte» der in der Tabelle angegebenen Werte < 
bez. X'^'OflSß berechnet sich, wenn man Ton einer etwa Ter- 
achiedenen Absorption der beiden Brechuigsezponenten absieht, 
naeh der Formel 

««2«^^ (wj — (« in X angegeben), 

für grünes Licht die Differenz der Brechungsexponenten zu 0,20. 
Dies ist indes nicht der größte Wert* den ich in Spiegeln 
durch Kathoden zersi&ubnng erreichen konnte, nur eigneten sich 
jene Spiegel nicht sn ToUständigen Messungen, da sie entweder 
unsauber oder von feinen Rissen und Sprttngen durebsetst 
waren, so daß sie keine genaue Dickenbestimmung gestatten. 

Im reflektierten Licht, das fast senkrecht auffiel, konnte 
die von Knndt und Dessau beobachtete Erscheinung der 
Doppelbrechung an dicken reinen Metallspiegeln nicht konstatiert 
werden, wohl aber bei etwas ozydhaltigen, sowie bei dünnen 
SpiegehL 

Eine einfache theoretische Überlegung ergibt nun, daß im 
reflektierten licht ftberbaupt die Wirkung der Doppelbrechung 
sur&cktritt. 

Beseidmet man mit n den Brechuugsexponenten und mit k 
den Absorptionskoeffisienten, welcher in der Formel 

in der X die Wellenlftnge in Luft bedeutet» die Abnahme der 

Amplitude mit der Dicke d bestimmt, so wird die Intensität 

des reflektierten Lichtes dargestellt durch: 

j.^ n^ + k* + 1 - 2 » 
+ + 1 + 2 I» * 

1) Wert heim, Ann. de chim. et pbys. (3) 4. p. 166. 1994. 

2) £. Mach, OptlMh-aknstiMlM Venuche. Frag 1878. 



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Doppelbrechung in KttruUsehen Spiegeln, 823 



Daraas folgt: 

dJ^^ nin- \)-J{n-\-U 
dn ^ »* + i(;' + l + 2« ' 

oder wenn man iQr n und k die für Platin gültigen Werte 
einsetzt: 

Bei (lieser Berechnung wurde die Annahme gemacht, datS 
der Absorptionskoeftizient k in beiden Achsen derselbe ist, da 
bei einem Versuche durch Drehung eines YorgestelJten Nicols 
keine Helligkeitsänderung des Durchgegangenen und im Photo- 
nieter beobachteten Lichtes wahrgenommen werden konnte. 
Indes kann dieser Versuch bei seiner begrenzten Genauigkeit 
keine definitive Entscheidung in betreff der Konstanz von k 
treffen. Ebensowenig kann eine solche durch die Überein- 
stimmung der verschiedenen Berechnung der Doppelbrechung 
(p. 821) erbracht werden, da bei der p. 812 angegebenen Fehler- 
grenze eine geringe Inkonstanz von h unbemerkt bleiben wOrde. 
Theoretisch soUte man eine Veränderlichkeit von A erwarten. 

Für den größten gefundenen Wert der Differenz der 
Breohungsexponenten 0,29 wflrde sich aus der letzten Formel 
ein Unterschied von 2,0Froz. in den Intensitäten der recht- 
winklig aneinander schwingenden Strahlen ergeben. 

Dazu kommt alsdann noch eine Phasendifferenz dieser 
beiden Strahlen, die sich nach der Formel 

berechnet. 

Als numerischer Wert ergibt sich für den Gangunter- 
schied beider Strahlen 1,0H", wobei der in Richtung des größeren 
Brechunprsexponenten schwingende Straiii, der also die geringere 
Intensität hat, beschleunigt ist. 

Der obigen Rechnungen zugrunde geligte Wert von 0,29 
als Dill'erenz der Brechungsexponenten war nun aber der größte 
gefundene nnd wurde bei dicken Spiegeln, die bei höheren 
Drucken hergestellt werden mußten, bei weitem nicht erreicht. 
Bei dünneren Spiegeln gelang es zwar, die Doppelbrechung 
zu konstatieren, doch wurde auf eine genaue Messung ver- 
zichtet, da sie wegen der Übereinanderlagerung der beiden er- 



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324 



F. Kaempf, 



wfthnten Erscheinungen, ferner wegen des von der Hinterfläche 
reflektierten Lichtes und auch wegen der hier mehr störenden 
Eiütiüsse der Oberflächenschichten nicht ohne große Schwierig- 
keiten hätte bewerkstelligt werden können. 



i * t I i . ) I I i I t j j i I I -1--) — 




Abitead von der Mitte In Mllllnwlir. 
Fig. 8. 

Zar besseren Ubersicht sind die Resultate dor Tabb. V 
und VI in Fig. B graphisch dargestellt. 

Jh^perlmentelle Unteren chun gen über die Unaohan der 

Doppelbreohuixs. 

Während die Spiegel» die eine mittlere Stärke der DoppeU 
brechnng besaßen, wie die beiden in den Tabellen angelttlüien, 
im Mikroskop betrachtet, völlig homogen erschienen, seigten 
diejenigen Ton sehr starker Doppelbrechung viele feine Risse 
und Sprünge, die vorzugsweise in tangentialer Richtung ver> 
liefen. Dies, sowie das Verhalten von doppelbrechenden Oxyd* 
spiegeln, die ich der Gute des Hm. Gräser verdanke, schon 
in einigen Monaten die Doppelbrechung vollständig zvl ver- 
lieren, während die anderen optischen und diemischen Kigen- 
echaiten nach den Messungen des genannten Herrn sehr kon- 
stant blieben, legte die Vermutung nahe, daß die DoppcU 
brechung durch eine Art Spannung hervoigemfen wird. Auch 
in Metallspiegeln, besonders in solchen, die nicht sehr fest 
haften, nahm die Doppelbrechung mit der Zeit stark ab und 
verschwand bei einigen vollständig. Dagegen zeigten einige 
Spiof^cl, deren Schicht so lest haüete, daß iiuin litMiut'm sowohl 
miß wie trocken auf ihnen wischen kouule, uiiue daß diese 



1) P. Cirräaer, Inaug.-Diaeert. Leipzig 1908. 



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f ^ 

f UV . 

DoppeUnrechujig in Kundtschai tS^ij-egeJin, - ^< ^ 325 

Behandlung Spuren hinterliefi, noch nach mehr als einem Jahre 
hetrftehtliche Doppelbrechung. Bestfttigt wird das Verschwinden 
der Doppelbrechung mit der Zeit durch die Angabe tou 

F. Braun'), daß bei einer DurchprOfung der von Kundt und 
Dessau hergestellten Präparate dieselben die KundtBche Kr- 
bcheinung iiicht mehr zeigten. 

Braun bespricht iu der erwähnten Arbeit die Möglichkeit, 
die Doppelbrechung der Kundtschen Spiegel durch Gitter- 
struktur zu erklären. Alsdann müßten aber die oben erwähnten 
Risse und Sprünge in radialer Richtung verlaufen, während 
gerade die tangentiale Richtung als bevorzugt beobaclitet wurde, 
ebenso wäre das Nachlassen der Doppelbrechung mit der Zeit 
nicht erklärbar. Besonders aber spricht die Feststellung Brauns*) 
dagegen, daß Spiegel mit Gitterstruktur nach dem Jodieren 
deutlich Doppelbrechung zeigten, während Kundtsche Spiegel 
beim Oxydieren, wie auch bereits Kundt und Dessau er- 
wähnen, die Doppelbrechung vollständig verlieren. 

Zunächst könnte man annehmen, daß diese Spannung 
durch die intensive Erwärmung der Glasplatte bei der Er- 
zeugung der Spiegel hervorgerufen würde, war dieselbe doch, 
als der Wehneltunterbrecher benutzt wurde, einmal so stark, 
datt die Glasplatte beim Einschalten des Stromes fast momentan 
barst. Nun ist zwar der Ausdehnungskoeffizient von Platin 
fast gleich dem des Glases, immerbin könnte aber das Metall 
im Moment des Auftreffens eine andere Temjieratur haben als 
das Glas. Versuche zur Entscheidung der i^Vage, ob die un- 
gleiche Erwärmung allein einen erkeunbaren Einfluß auf das 
sich abscheidende Metall bedinge, konnten ausgeführt werden, 
nachdem ich festgestellt hatte, daß bei der Zerstäubung einer 
Platte der entstehende Spiegel keine Doppelbrechung aufwies. 
Die Versuchsanordnung war dann so, daß von einer Platte 
auf dünnes Glas (DeckgUis von 0,2 mm) zerst&ubt wurde. An 
dieses lehnte von unten eine durch Alckumulatoren bis eben 
Kum Beginn der Botglut erhitzte Platinspitze. Der Nieder« 
sehlag zeigte indes im durchgehenden Lichte betrachtet keine 
Doppelbrechung. 

1) F. Praun, Sitzungsber. d. k. Akad. d. Wiaaeaach. zu Berlin 
vom 21. JanuiiT 1904. 

8) F. Br«UQ, Physik. Zeitschr. o. p. 199. 1904. 



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326 



F* Kaempf* 



Eine weitere Möglichkeit wäre die, diiß die elektrisclieu 
Kräfte eine Deformation der auf die Platte geschleuderten 
Metuliteilchen bewirken möchten. Um die Ludungen der Teil- 
chen zu entfernen und so ihre Wirkung zu beseitigen, wurde 
über die Glasplatte in einem Abstund von 1 mm ein fein- 
maschiges Drahtnetz gelegt, das zur Erde abgeleitet, sowie 
mit der Anode verbunden war. Als Kathotle diente wieder 
eine Drahtelektrode. Nichtsdestoweni'^rr zeigte der so ent- 
standene nicht zusammenhängende» Spiegel, zwischen gekreuzte 
Nicols gebracht, das dunkle Kreuz auf hellem Grunde. Auch 
wenn die Glasplatte mit einem dünnen nicht doppelbrechendeu 
Metallüberzug bedeckt war, der zur Erde abgeleitet wurde, 
änderte sich die Erscheinung nicht. Dadurch war der Eiofliifi 
der elektrischen Kräfte, wenn auch nicht ausgeschlossen , so 
doch wenig wahrscheinlich gemacht. 

Ein weiterer Beweis, dab die Spannung nicht von elek- 
trischen Kräften herrfthrt, liegt in der Richtung der Doppel- 
brechung. Eine Spannung durch elektrische Kräfte kdnnte so 
xustande kommen. 

Denkt man sich das Metall dampfförmig, also atooiistischi 
niedeigeschlagen und die Teilchen so dicht zugleich sich ab- 
setzend, dafi sie untereinander im Bereich der Kolekularkrftfte 
liegen, so werden zwei Teilchen sich in tangentialer Biehtung^ 
in der die elektrische Dichte größer ist als in radialer, in 
größerer Entfernung Toneinander absetzen, als sie es unter 
dem Einfluß der Molekularkr&fta allein tun wttrden. Nach dem 
Festhaften der Teilchen und der Abgabe ihrer Ladung müßte 
also ein tangentialer Zug zarttckbleiben. 

Dem widerspricht bereits der Umstand, daß die erw&hnten 
Risse in den Spiegeln vorzugsweise in tangentialer Bichtang 
Terltefen. 

Es ist übrigens yiel wahrscheinlicher, daß die Eathode 

größere Partikelchen fortschleudert; eine anf diesen durch das 
elektrische Feld herrührende Verteilung der elektrischen Ladung 
könnte indes kaum eine Deformation der Teilchen hervorrufen. 
(Die Richtung der zurückbleibenden Spannung würde bei dieser 
Annahme die entgegengesetzte sein wie d;c eben auseinunder- 
gesetzte.) Es blieb nun noch die Anuahnie, daß die Teilchen 
hei ihrem Auftreüeu auf die Platte mechanisch deformiert 



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Doppelbrechung in Kundtschen Spiegeln, 327 



würden; es wurden deslialb Tersnche angestellt, durch Zug 
Ton Metall Doppelbrechung zu erhalten. 

Vttmioliev dnvoh 2vg DoppelbM^imff sn erhalten. 

Zunächst wurde von einem Platiublech ein nicht doppel- 
brechender Spiegel auf dünnes Deckglas niedergeschlagen und 
dieses alsdann gezogen. Ist ein Teil des Metalles weggewischt, 
so kann ein etwaiger Unterschied der Doppelbrechung in Glas 
bez. Glas und Metall festgestellt werden. Der Erfolg war 
anfänglich ein negativer, da es nicht gelang, von dem betreffen- 
den Blech, das möglichst glatt um eine Silberplatte gelegt 
war, genügend festhaftende Spiegel herzustellen. Besser ge- 
langen dann die Versuche, als die Silberplatte selbst zerstäubt 
wurde, die sehr schöne blaue, durchsichtige und zum Teil sehr 
festhaftende Spiegel lieferte. Bei Zug konnte dann wohl noch 
im Glas, nicht aber im Metall auf Dunkelheit eingestellt werden, 
indem dann immer Farben auftraten. Dies war ein Beweis, 
daß im Metall Doppelbrechung auftrat, zugleich aber auch eine 
starke Dispersion derselben. Den absoluten Betrag der Doppel- 
brechung im monochromatischen Licht zu messen, seheiterte 
an der zu geringen Intensität desselben. Eis möge noch auf 
die außerordentliche Schwierigkeit hingewiesen werden, die be- 
sonders darin bestand, genügend festhaftende Spiegel herzu- 
stellen. So lieferte unter etwa 20 Spiegeln vielleicht jedesmal 
einer die erwähnte Doppelbrechung. Spiegel, bei denen dnrch 
Wischen mit der Hand über die Schicht irgendwelche erkenn- 
baren Verletzungen hervorgebracht werden konnten, erwiesen 
sich ausnahmslos als nnbranchbar. Wie sehr es anf das Fest- 
sitzen der Schicht ankam, seigte besonders die merkwürdige 
iSigenschaft einiger Spiegel, bei denen man unmittelbar nach 
Herstellung des Zuges nicht auf Töllige Dunkelheit stellen 
konnte, wohl aber nach etwa 8 — 4 Hin., und ebenso nadi Auf* 
bebung des Zuges anfangs eine Dunkelstellung unmöglich war. 
Dies kann man nur als eine Gleiterscheinung des Metalles anf 
dem Glas aufCsssen. 

Um größere Dehnung hervorbringen zu können, wurde 
auch Tersucht, das Metall auf dünne Gelluloidplättchen, wie 
solche bei den photographischen Films yerwendet werden^ 
niederzuschlagen. Es wurden dabei natürlich nur solche ver* 



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328 



F, Kaempf. 



wendet, welche sich bei einer Torhergehenden UntersnchiiDg 
als frei von Doppelbrechung erwieeen hatten. Bei den Ver- 
suchen zeigte 68 sich jedochi daB sie eich beim Zog sehr un- 
regelmäßig verhielten, indem eie eine lange andauernde, noch 
dazu an Terechiedenen Stellen Terschiedene Doppelbrechung 
yerbnnden mit starker Dispersion annahmen, die erst nach 
einigen Stunden bis Tagen, je nach dem angewandten Zug, 
allmählich wieder verschwand. Infolgedessen mußte wieder auf 
Glas zurückgegriffen werden. Um zu quantitativen Resultaten 
zu t^elangen, wurde nun versucht, die Änderung der J)oppel- 
breelmng an einem Pbitinspiegel festzustellen. Dies ^lelang 
schließlich in Größe und Richtung an einem bereits do])j)el- 
brechenden, sehr festhaftenden Platinspiegel, der nicht in dem 
Maße wie die Silberspiegel die störende Dispersion besaß. Die 
Herstellung desselben geschah so, daß ein vertikal stehendes 
Platinblech als Kathode benutzt wurde, das bis aut einen etwa 
1 mm breiten unteren Rand von einer Aluniiiiiumanodo (nach 
Hoas) eingehüllt war. Man erhält auf diese Weise dasselbe 
Resultat wie bei einem horizontal gespannten Draht, nur daß 
der entstehende Spiegel sehr regelmäßig ist, was mit einem 
Draht zu erreichen vergehlicli versucht war. Die Achsen der 
Doppelbrechung liegen dann parallel und senkrecht zum Draht 
(bez. Rand des Bleches), und zwar so, daß der in senkrechter 
Richtung schwingende Strahl verzögert ist Das Glaspl&ttchen 
— 0,1 mm starkes Deckglas — war mittels eines ausge- 
schnittenen Glimmen bis auf einen parallel dem Rande des 
Platins, und zwar seitlich verlaufenden Streifen abgeschirmt, 
da sich das sehr fest haftende Metall aut der Teilmascliine 
nur bei größerer Belastung des Stahlgriffes wegwischen ließ, 
wobei das dünne Glas dann sehr leicht brach. 

VifnchBanordming und HeBultate der Moiinng b^i CMOfsnon 

MetaUspieseln. 

Die 8 cm breiten, 10 cm langen und 0,1 mm starken Glas- 
streifen wurden an ihren beiden Enden in 8^4 mm starke, 
8 cm breite Messingbleche, die einen etwa 7s starken, 
17s ^ tiefen Einschnitt besaßen, eingekittet An dem anderen 
Ende besaßen sie in der Mitte ein Loch, in das ein Haken 
eingreifen konnte, der dann Yermittebt einer Ober eine Bolle 



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JJoppeWrediung in Äunätschen Spiegebu 329 

geführten Schnur durch Gewichte heliebig angezogen werden 
konnte. Um ein seitliches Drehen der Metallhülsen und ein 
dadurch bedingtes Zerbrechen des Glases zu verhindern, liefen 
die Metallbleche in einer Führung. Der Polarisator wurde 
so orientiert, daß die Zugkraft bez. die Längsseite des Glas- 
streifens, der auch die Längsausdehnung des darauf nieder- 
geschlagenen Metallstreifens parallel lief, einen Winkel von 45® 
mit dem Polarisator bildete. Ein zweiter gleicher ziehbarer 
Glasstreifen ohne Metallbelag, dessen Zugrichtung senkrecht 
zu dem ersteren war, diente dazu, die in dem ersten Glas auf- 
tretende Doppelbrechung zu kompensieren. Um im ganzen 
Gesichtsfeld die gleiche Helligkeit zu haben, wurde noch ein 
aas gleichem Metall bestehender Spiegel von annähernd gleicher 
Dicke, der keine Doppelbrechung besaß, vorgesetzt. Aus diesem 
war ein dem ersten Metallstreifen kongruentes Stück mit der 
Teilmaschine weggeschabt. Die Messung selbst wurde so aus- 
geführt, daß zunächst die Doppel brecluing des Metallstreifens 
festgestellt wurde, dann bei BeUstuDg nochmals, und ebenso 
die etwa nicht vollkommen kompensierte bez. ttberJcompen« 
sierte Doppelbrechung im Glase. Man hat dann, wenn man 
diese von der Änderung der Doppelbrechung im Metall absieht, 
die letitere allein. Da nach Aufhebung der Belastung der 
alte Wert der Doppelbrechung im Metall gefunden wurde, 
hatte man eine Garantie daf&r, daß die beschriebene Gleit- 
erscheinung bei diesem Spiel nicht angetreten war. Die ge* 
fundenen Besultate sind die folgenden: 

9a • «imMetill «inOnd 

unbelastet | Sli^n \ 2,62 — 

l Metall S,e8 S,6S J ' 

belastet f Ol« 0,78 0,89 1 
miteVtbg { Metall 8,8 1.96 j 

belastet rOIas 8,56 1.84 1 
mit 10 kg 1 MetsU 4.4 2,27 / 

Unter der Annahme, daß die durch Zug bewirkte V^er- 
äuderung der Doj)pelbrechung gleich ist der Df»ppelbrechung, 
die man durch Ziehen eines nicht doppelbrechenden Metalles 
erhalten wUrde. belauft sich dieselbe 

bei Belsstnng mit 6'/, kg auf e = 1,05, 
., „ 10 „ ., e = 2|19. 



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330 



F, Kaempf, 



wobei der Sinn derselben so ist, daß der in der Zugricbtiing 
schwingende Strahl verzögert wird. -Die Abweichung von der 
Proportionalit&t bei yerschiedener Belastnng kann daher rtthren, 
daß bei einer Belastung von 10 kg die Elastisitätsgrenze des 
Glases bereits überschritten war, da bei der gleichen Belastung 
gleiche Glasplättchen oft gerissen waren. 

Die Dicke des Spiegels bestimmte sich aus Absorptious- 
messungen zu 20 int. 

Um mm die wirkliche Dehnung des Metalles zu erhalten, 
mußte der Elastizitätsmodul des betreffenden gezogenen Glases 
bestimmt werden. Dies geschah, indem der Glasstreifen an 
einem Knde festgeklemmt und dann die Biegung des freien 
Endes bei Belastung durch Kathetometerablesuug ermittelt 
wurde. 

Die zur Berechnung nötigen Größen wurden gefunden zu : 

Freie Lfinge des StrdfeDS .... 77 mm 

Breite de« Streifen« SO „ 

Dicke ., ...... Ofl n 

Hclastuiig des freien Endes . . . 0,001 kg 

Senkung n v n • . • 7,0 mm 

Hieraus folgt der Elastizitätsmodal J?« 6140. 
Die bei Belastung henrorgerufene Dehnung X eines Milli- 
meters beträgt daher 

1 B 0,0003528 mm bei 6'/, l^g Belastung 
l B 0,000555 f, N 10 „ „ 

Unter Zugrundelegung des für Piatin in Kohl rausch 
„Praktische Physik" angegebenen Wertes des Kiastizitätskoelti- 
zienten berechnet sich die bei der Dehnung von Platin anf- 
tretende Differenz des Brechungsezponenten bei der Belastung 
Ton 1 kg pro qmm zu: {n^ — n^) « 0,0024. 

Für eine Dehnung, wek^he gleich der von Dn Bois bei 
Belastung eines Stahlspiegels verwandt wurde, würde für Platin 
sein A, — n, 0,040. 

Dies macht einen Unterschied von 2,7 Promille für die 
Intensitäten der senkrecht zueinander schwingenden Strahlen. 
Würde demnach in Eisen durch gleiche Dehnung die gleiche 
Doppelbrechnng hervorgebracht, so hätte sie von Du Bois 
beobachtet werden können, da derselbe angibt, Unterschiede 



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DoppeWrechung m KwuUtehen Spiegeln, 



m 



bis zu ^/g Promille walirnehmen zu können. Allerdings gibt 
Du Bois auch an, daß die Empfindliclikeit rasch abnimmt, 
sobald eine Spur von KUiptizität auftritt. Da indes bei Kundt- 
schen Spiegeln Platin die stärkste Doppelbrecliung zeigt, so 
wird auch im Eisen wahrscheinlich bei dem betdreffenden Zag 
nur eine geringere Doppelbrechung erreicht. 

BaMdhnims der in Kundtaohen Splageln »uftntend«!! 

Legen wir den ersten Wert der Dehnung (bei OVg kg) 
zugrunde, um sicher zu sein, daß die Elastizitätsgrenze noch 
nicht überschritten, und machen ferner die Annahme, daß die 
Doppelbrechung der Dehnung proj)ortional ist, so würde der 
größten gemessenen Doppelbrechung von A'= Vj» (lÖ/WjU Dicke) 
eine Dehnung des Platins /. = 0,()()<S0 entsprechen. Aus der 
Tragfähigkeit und dem Elastizitätsmodul, nach Angabe von 
Kohl rausch „Praktische Physik*' reißt das Platin bei einer 
Dehnung von / = 0,0018. 

Dennoch ist aber sehr wohl denkbar, daß das auf dem 
Glase festsitzende Piatin eine größere Dehnung verträgt, so daß 
68 möglich ist, das Zustandekommen der Doppelbrechung Ton 
Spiegeln bei Kathodeoserst&ubnng durch elastische Spannungen 
zu erklären. Han b&tte sich dann den Vorgang so Torzttstellen, 
daß Ton der Kathode Teilchen — Molekttlkomplexe — forU 
geschlendert werden, die bei ihrem Anftreffsn auf die Glas* 
platte deformiert und zugleich festgehalten werden. In diesem 
einzelnen kleinen Teilchen würde alsdann eine elastische Spannung 
zurOckbleiben, die die Doppelbrechung bedingt 

Nimmt man die Teilchen ursprünglich als Eugehi an, so 
TN-erden sie bei schiefem Auftreffen in Ellipsoide deformiert, 
deren größte Achse in die Richtung der Einfallsebene fallen 
"Würde, d. h. bei Zerstäubung einer Drahtelektrode in radialer 
Richtung. Ein in dieser Richtung schwingender Strahl ninÜ 
alsdann verzögert werden, was das Experiment bestätigt. Ferner 
wird das Ellipsoid um so gestreckter werden, je schiefer die 
Teilchen auftreffen, auch dieses findet sich bestätigt, soweit 
nicht störende Einflüsse (Oxydbildung und eventuelle Änderung 
der Geschwindigkeit der Teilchen auf dem Wege) sich bemerk- 



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332 



F, Kaempf. 



bar machen. Ehidlicb muß die Deformation bei dem gleichen 
Au&chlagBwinkel um so Bt&rker werden, je größer die Wndit 
bes. die Qeechwindigkeit der Teilchen ist, anch dieses steht 
mit dem Experiment in EinUang, indem bei höherem Vaknnm 
imd stftikerem Strom die Doppelbrechung sanimmt Daß unter 
den zuletzt genannten Versuchsbedingangen dieGeschirincligkeit 
der Teilchen zunimmt, hat Granqyist dadurch bewiesen, daß 
er konstatierte, daß bei höherem Vakuum keine Änderung der 
Bewegungsrichtung der fortgeschleuderten Teilchen durch ein 
Magnetfeld hervorgebracht wurde, wohl aber bei sehr niedrigem 
Vakuum. 

Es gelang mir andererseits bei hohen Drucken (4 — 5 mm) 
reine Phitinspiegel herzustellen, die nicht eine Spur vou Doppel- 
brechung zeigten. 

Sehltül imd gnsammensteUnng dmr Besnltato. 

Die vorliegenden Untersuchungen lieferten folgende £r* 
gebnisse. 

1. Es wurde die Doppelbrechung von durch Kathoden« 
Zerstäubung erzeugten Platinspiegeln quantitativ gemessen. 

2. An denselben Spiegeln wurden durch Absorptions- bez. 
Reflezionsmessungen die Dicken bestimmt, so daß daraus 

3. die absolute Doppelbrechung berechnet werden konnte. 
Es gab sich dabei als größter Wert der Differenz der Brechungs- 
exponenten der Wert 0,29. 

4. Es konnte festgestellt ^vL'r^lell, daß bei Silbersjjiegeln 
durch Ziehen eine Doppelbrechung eintritt, die eine starke 
Dispersion zeigt. 

5. Die durch Dehnung eines Platinspiegels erzeugte Doppel- 
brechung wurde in Sinn und Größe festgestellt, wobei der in 
der Zugrichtung schwingende Strahl verzögert ist gegenüber 
dem dazu rechtwinklig schwingenden. Die Differenz der 
Brechungsezponenten ergibt sich aus den Beobachtungen zu: 
2l n >- 0,0024 bei Belastung von 1 kg pro QuadratmiUimeter. 

6. Die unter 4. und 5. erwälmten Versuche zwingen im 
Verein mit anderen Beobachtungen (p. 324 u. 331) zu der Vor- 
stellung, daß die Doppelbrechung der Kundtschen Spiegel 
entsteht durch die bei der Deformation der von der Kathode 



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Boppeihrechung in Kundischen Spiegebu 



833 



weggeschleuderten und dann auf dem Spiegel auftreÖeuden 
Teilchen hervorgerufene Spannung. 

Vorliegende Arbeit wurde im physikalischen Institut der 
UniTersität Leipzig ausgeführt. Es sei mir an dieser Stelle 
gestattet, dem Direktor desselben, Hrn. Prof. Dr. Wiener, 

dem ich die Anregung zu dieser Arbeit und zahlreiche wert- 
volle Ratschlage bei der Ausführung verdanke, für die mir 
gütigst gewährte Untei'stüUuug meinen verbindlichsten Dank 
auszusprechen. 

(Eiqgcg»Qg«k 25. DeMmber 1904.) 



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034 



C. Vereinfachtes Verfahrmi zur Herstellmm viel- 
poliger Kondensatormaschinen, eine Methode zur 
Berechnung derselben, sowie eine Hochfrequenz^ 

hon densatormaschine ; 
von Heinrich Wommelsdorf. 

§ 1. Die Herstellung vielpoliger KondensatormaBchinen durch 
die VwbiBdnngr Ton Sektoren derselben Scheibe. 

Während die Erzeugung von starken Strömen niedriger 
Spannung mittels magnetelektrischer Maschinen keine Schwierig- 
keiten bereitet» dieae dagegen immer größer werden, je höhere 
Spannnogen man erlangen will, bo ist andererseits die Er- 
zeugung hochgespannter Ströme von ca. 2UÜÜÜ — 150000 Volt 
und mehr mittels Kondensatormaschinen ^) ohne weiteres mit 
Leichtigkeit zu erreichen, dagegen die Vergrößerung der Strom- 
leistung bei diesen mit immer größer werdenden Schwierig- 
keiten Terbonden. Während nämlich bei den magnetelektriscben 
Generatoren eine Steigerung der erzeugten Spannung zweck- 
mäßij; mit einer wachsenden Vermehrung der Polzahl Hand 
in Hand geht, so ist dieses umgekehrt bei den elektrostatischen 
Stromerzeugern bei einer Steigernog der nutzbaren Strom* 
leitung der Fall 

Betrachten wir zunächst einmal allgemein die Möglich- 
keiten, welche zur VergröBertmg der bei einer Umdrehung der 
Antriebsscheibe erzeugten Blektrizitfttsmenge bei einer Konden- 
satormaschine zu Gebote stehen, so sehen wir, daß zunächst 
eine Vergrößerung der Scheibenzahl nahe liegt 

Zweitens wird durch eine Vergrößemng der Scheiben- 
durchmesser nicht nur die erreichbare Spannung, sondern auch 
gleichzeitig die Strommenge vergrößert, da diese naturgemäß 

1) U. Wommeladorf, Ann. d. Phjs. 9. p. 651. 1902. Außerdem 
werden in dif^cr Arbeit dio folgenden Abhiindlungcn des Verfassers der 
Kürze halber aU Abhjindluiigeu a), b) und e| zitiert worden: a) Ann. d. 
Phys. 15. p. H42. iyu4; b) Physik. Zeitachr. 5. p. 792. 1904; c) Ann. d. 
Pbyd. 15. p. 1019. 1904. Patentiert im In- und Auslände. 



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Herstdbaig vitlpoUger Konäensaiarmasehmen, 386 

proportional mit den wirksameu Flächen wächst und daher 
nahezu dem Quadrate des Scheibendurchmessers proportional ist. 

Drittens läßt sich, wie ich sowohl experimentell durch 
praktische Messungen wie auch im folgenden Kapitel graphisch 
gezeigt und berechnet habe, die iSiromUistunff einer Infiuenz- 
matchine big zu emem ^ewitun Grade durch emt JCrhöhun^ der 
Pölzahl eUigern. 

Dieses dritte zu Gebote stehende Mittel zur Stromsteigening 
ist nun, sobald es sich beispielsweiBe um die Herstellung einer 
Maschine von mäßigen Spannungen (von ca. 20000 Volt), aber 
möglichst großen Strommengen (z. B. für eine transportable 
funkentelegiaphische Sendestation) handelt, weitaus das wich- 
tigste. Um so erfreulicher ist es daher, daß es durch die Er- 
findung der Kondensatormaschine mit ihrem allen Scheiben 
gemeinsamen Kollektor nunmehr in technischer Hinsicht möglich 
geworden ist, derartige vielpolige Anordnungen im Gtegensatz 
zu den Influenzmaschinen praktisch ausAhren zu können: Man 
braucht eben zu diesem Zwecke nur die Zahl der Elektroden 
bez. Polarisatoren, Erregerfelder etc. in symmetrischer Ter* 
teilnng auf das Doppelte, Dreifache etc. zu Tennehren. 

Um ein möglichst einfaches und durchsichtiges Beispiel 
zu wfthlen, wollen wir eine sechspolige Schaltung einer Influenz- 
maschine nach Holtz zweiter Art bilden, deren Konduktoren 
(Polarisatoren sind nicht vorhanden) nach der von Holtz her- 
rtthrenden ersten Originalschaltnng ^ vom Jahre 1867 an- 
geordnet sind. Durch die Vermehrung der Konduktoren auf 
das Drei£ache entsteht auf den Scheiben der Influenzmaschine 
eine derartige Polarit&t, wie sie in der Ton mir „Polarisations- 
diagramm<' genannten Fig. 1 gekennzeichnet wird. Dieselbe 
zeigt gleichzeitig, in welcher Weise die Konduktoren geschaltet 
und untereinander Terbunden sind. 

Zugleich ersehen wir jedoch auch daraus, daß die An- 
ordnung gegenüber der einer zweipoligen Influenzmaschine be- 
deutend komplizierter geworden ist Besonders unangenehm 
fallen dabei die vielen durch Pfeile dargestellten Bttrsten auf, 
die naturgemäß einer fortwährenden Abnutzung, Einstellung 

l) VV. H()ltz,^Pogg. Ann. 130. p. 128. 1807; ferner Ceutralblatt f. 
£lektrotechu. lääS. p. 683, Fig. 438. 



336 ü. H'ommebdurf. 

und Wartung unterworfen sind, ein Umstand, der noch unan- 
genehmer wild, sobald erst die Konduktoren und Polarisatoreu 
nach den größtenteils viel komplizierteren, aber auch wirkungs- 
volleren Schaltungen von Holtz^) 1869, Musäus^ und vom 
Verfasser^ geschaltet sind. Bei diesen beträgt teilweise die 
Zahl der gebräuchlichen BUrsten bereits das Doppelte Ton der 
in Fig. 1 angewandten. 

Dainit komme ich zu der Angabe eines neuen Verfahrens, 
vielpolige Kondensatormaschineii herzustellen, bei dem die Zahl 
der erforderlichen Bürsten bei beliebiger Vermehrung der Pol- 
zabl stets dieselbe bleibt wie die einer zweipoligen lutluen/, 
maschine, und das darin besteht^ daß man alle gUichzeitig und 
gUichartiy zu polarisierenden Sektaren em und derselien Scheil»e 
mitemander leitend verbindet 

Ffir das in Fig. 1 gewählte Beispiel einer sechspoligen 
Inflnenzmasdune ist die Schaltungsweiae in Fig. 2 ?eran* 




Fig. 1. Flg. s. 



scbaulicht worden. Von den auf der Peripherie des Kreises 
liegenden als Punkte dargestellten Sektoren sind immer je drei» 
und zwar diejenigen, die unter dem Eintluß einer analog wirken- 
den, jedoch «lern zweiten und dritten Polarisationssystem an« 
gehörenden Bttrste stehen, z. B. die Sektoren a, ö and c mit- 



1) W. Holt«, Pogg. Ann. 1.36. p. 171. 1869; 160. p. 1. 1878. 

2) W. Musfius, Pogp. Ann. 14:J. p. 285. 1871; 140. p. 288. 1972. 

3) H. Wommelsdorf, Physik. Zfitschr. 5. p. 792. 1904 und ' inr 
in Kürze erscheinende Abhandlung über ein neues aligemeiues PoUn- 
sationnystem. 



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Herstellung vieipoUger Kondematormaschineju 337 



einander leitend verbunden. Die Folge ist, daß die zu dem 
zweiten und dritten Polansalionssystem gehörigen Konduktoren 
bez. Polarisatoren samt den zugehörigen Bürsten ohne weiteres 
fortfallen können. 

Das neue Verfahren kami uatürlich in ganz analoger Weise 
auch auf jene Influenz- und Kondensatormaschinen angewandt 
werden, bei welchen au Stelle der in der entgegengesetzten 
Richtung rotierenden Scheiben feststehende Scheiben oder Er- 
regerfelder neben den rotierenden Scheiben angebracht sind. 
In diesem Falle werden zwecks Herstellung einer sechspoligen 
Maschine die Sektoren der rotierenden Scheiben wie in Fig. 2 
geschaltet, während andererseits auf den Erregerscheiben jedes 
zweite Beleg, also alle positiven und alle negativen Krreger- 
felder miteinander leitend verbunden ^verden. 

Besondere Bedeutung hat das neue Verfahren für die An- 
wendung auf Kondensatormaschinen. Während nämlicli die 
leitende Verbindung bei den bisher bekannten Influenzmaschinen 
wegen der Unmöglichkeit, die Leitungen voneinander genügend 
ZQ isolieren und zu befestigen, so gnt wie unausführbar ist, 
läßt sie sich bei Kondensatormaschinen höchst einfach in der 
Weise bewerkstelligen, daß man die axial verlaufenden Kollektor- 
stangen bez. Träger welche für sich wiederum die Verbindung 
aller io einer der Achsenrichtung parallelen Linie liegenden 
Sektoren herstellen, mittels eines dünnen, mit starker Isolation 
nmgebenen Drahtes in der gewünschten Weise untereinander 
▼erbindet. Da diese Stangen bei der in diesem Falle ja wohl 
nur in Frage kommenden grOfieren Scheiben zahl ziemlich lang 
ausfallen, so ist Plate genug vorhanden, diese Drähte in g»* 
nflgender Entfernung Toneinander anzubringen. 

Vergleichen wir nunmehr zum Schluß dieses Kapitels an 
einem praktischen Beispiel eine zehnpolige Influenzmaschine 
mit Doppeldrehnng Ton je 50 in derselben Richtung umlaufen« 
den Scheiben und der Konduktorenschaltung nach Holtz- 
Mns&us — sofern sich eine solche Maschine ausfahren ließe — 
mit einer nach dem neuen Yeriishren geschalteten Kondensator« 
maschine des gleichen Systems, sowie der gleichen Pol- und 



1) Vgl. die mit c, e und k bezeichneten Boizeo von Fig. 1 der eilK 
gsngB sitiarten Abhtadluug b). 

Aaaal« dw Fkfrik. IT. Felffc 16. S2 



838 



H'ommeUdorf, 



Scheibenzabi, »o kommen wir bei d$r InfUmxmoKlime auf die 
ungeheure^ praktisch wemufuhrbare Zahl von 5, SO, 8 a „2000 
Bürsten" gegenüber der bei jeder Pol- und Seheibenzahl konstanten 

„ßürstenzaJd 8'' einer nach dem neuen Verfahren geschalteten 

Konde /ISO form asch ine . 

Gerade in dieser Möglichkeit fUr den Ubergang zu mehr- 
poUgeii PolarisatiDUSsystemen , die für Mehrfach- Influenz- 
maschinen in technischer Hinsicht unausfühi bar sind, liegt ein 
weiterer großer Vorzug der Kondensatorinaschiuen und die 
absolute Überlegenheit hinsichtlich der Erzeugung starker elek- 
trischer Ströme auf elektrostatischem Wege allen bisher zu 
Gebote stehenden Mitteln gegenüber. 

§ 2. Methode lur Berechnmiff der gftnstlgiteii Polsalil tdat etaue 

gewÜDMhte BntladMpaiiiimiff« 

Vergleichende Messungen an ein und derselben Konden- 
satormaschiiie mit Doppeldrehung, die hald mit zwei, bald mit 
vier, endlich auch mit sechs Polen ausgerüstet wurde, zeigten, 
daß bei gewissen nicht zu hohen Entlades])aünungen — wie 
vorauszusehen war — eine vierpolige Schaltung die doppelte 
Stromleistniig liefert wie eine zweipolige, ferner aber auch, 
daß diese direkte Proportionalität nur bis zu einer für jede 
Maschine und Entladespaniiung ganz bestimmten Polzahl be- 
stehen bleibt, nämlich in der Weise, daß beim Uberschreiten 
derselben die Stromleistung zunächst immer langsamer, sodann 
überhaupt nicht mehr wächst, endlich mit dem weiteren 
Wachsen der Polzahl abnimmt^ 80 daß 68 mithin für eine jede 
Haschine und Entladespannung eine ganz bestimmte Polzahl 
gibt, bei der das Maximum der Stromleistung geliefert wird. 

Die Möglichkeit nun, an einer vorhandenen Maschine für 
eine jede gewünschte Entladespannnng die in jedem einzelnen 
Falle «i^ünstigste Polzahl rechnerisch ermitteln zu k()nnen, ver- 
danke ich der von mir in der eingangs zitierten Abhandlung a) 
mitgeteilten Kenntnis von dem EinÜuß der FolariBatorstellniig 
auf die Stromleistung der Influenzmaschinen. 

Dort hatte ich nämlich an Hand eingehender Messungen 
gezeigt, daß die von den Konduktoren (Schaltung nach Holtz- 
Musäus) gelieferte nutzbare Stromstärke sowie auch der 
Wirkungsgrad der Maschine bei den kleineren Entladepoteo« 



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üerUellung vielpoliger Kondematormaschinen, 339 

tialen zunächst mit dem Polarisatorwinkel, d. h. mit dem- 
jenigen Winkel, den die zwei PolaiisLitoren der Maschine unter- 
einander biKien, wächst, sodann jeduch bei weiterer Vergröße- 
rung desselben den maximalen Wert beibehält bis zu einem 
Punkte, der von der Entladespunnung abhängig ist. Um dies 
in möglichst anschaulicher Weise zu zeigen, sind in Fig. 3 




Fig. 8. 



für verschiedene in derselben angegebene Kntladespannungen 
die Stromstärken der Maschine in Mikroampere als Ordinaten 
eingezeichnet, während die Polarisatorwinkel a als Abszissen 
▼on 0 — 90^ aufgetragen wurden. 

Ans den hierdnrch gebildeten Polarisatorwinkeldiagrammen, 

ich sie kurz benannt habe, geht ohne weiteres hervor, 
daß beispielsweise für r= 38000 Volt die Elektrodenbürsten 
nicht erst bei ^0^, sondern bereits unter 60^ liegen könnten, 
•da ja der Stromabfall nur ca. 16*^ früher, also erst bei einem 
Punkte eintritt, wo die maximale Stromleistung bereits erreicht 
«ein würde, nämlich bei eO«' - le** =:= 44». 

Mt geht daraus hervor, daß die Autnutxung der wirksamen 
ScAeibmwberfiächen einer zweipoligen Influenxmaeehine bei einer 
^Himmten Entladespannung um mo geringer itty und daher eine 
um eo größere Pohakl angebracht ertcheini, Je länger in den 
ffPalarieatorwinkelkurven** der zweipoligen Schaltungen das zur 
Abszieeenaehse paraliele StOck dertelhen iei. 

Auf diese Überlegung gründet sich die im folgenden aus* 
•eioandeiigeeetste, an Hand der Flg. 4 erläuterte Methode zur 

22* 



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340 



H. H ommeUdorf» 



Berccliituiig der günstigsten Polzalil. In dieser Figur ist die 
Hälfte des Scheiben- bez. Kollektoruinfanges in W'inkelgrade 
von ü — 180*^ eingeteilt als Abszisse, und die erreichbare Strom- 
leistung für eine sekundliche Scheibenumdrehung als zu- 
gehörige Ordinate in Mikroampere aufgetragen worden. 

Angenommen, es wäre für eine Entladespunnung von 
50000 Volt die günstigste Polzahl zu bestimmen. Alsdann 
ermitteln wir zunächst, wie dieses in der eingangs zitierten 
Abhandlung a) angegeben ist, an der vorliegenden zweipoligen 
Anordnung bei der betreffenden Spannung eine Folarisutor- 
wiukeikurve. Wir erhalten so den in Fig. 4 voll ausgezogeneu 



7i 7?,^ 



4 




Flg. 4. 

Kurvenzug bei den Elektrodenstellungen C^^^und und den 
Polarisatorstellungen /\ und 

Nunmehr sehen wir nach, wieviel Pole wir zwischen 0* 
und ISO** unterbringen können. Zu dem Zwecke stellen wir 
den Polarisator ij in die äußerste Stellung link^ nach D^, 
konstruieren den ansteigenden gestrichelt gezeichneten Ast 
und erhalten 40^ weiter — wir hatten aus der zuerst gezeich* 
neten Kurve gesehen, daB der Maximalwert der Stromleistung 
nahezu hereits bei einem Polarisatorwinkel von 40 erreicht 
wird — die Stellung des zweiton Polarisators U^. Indem wir 
hieran wiederum sogleich den nach den Elektroden zu ab- 
fallenden Ast legen, erhalten wir den zweiten Pol £^ bei 90^ 
ttnd in derselben Weise die StoUnngen der nächsten Polari- 
satoren i>g und J^^ bei 120 und 160^, endlich einen dritten 
Pol i; bei 180<». 

Wir ersehen sofort, dafi wir mit einer vierpoligen Anord» 



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HenUUtmg wdpoUger KondmaiormatehinetL 841 



niing für eine Entladespannung von 50000 Volt gerade das 
Richtige getroffen haben, und daß die Maschine dabei einen 
Strom ?on 2.25,7 = 51,4 Mikroamp. pro Scheibenumdrehnngy 
also genan das Doppelte ala bei der zweipoligen Anordnung 
liefert. 

Würden wir mit dem dritten Pol beispielsweise bereits 
bei 160^ angekommen sein, so wOrden wir uns zwischen einer 
vier- und sechspoligen Anordnung zu entscheiden gehabt haben. 
Unter Umständen wird nämlich die grdßte Stromleistung dann 
erhalten, wenn man sich der Ausnutzung einer Eigentümlich- 
keit bedient, die in der eingangs zitierten Abhandlung a) an 
den Figg. 2—4 mitgeteilt wurde und darin besteht, daß der 
günstigste Wirkungsgrad der Maschine, auf den es zunächst 
in erster Linie ankommt, bereits frfther, z. B. hei der be- 
nutzten Versachsmaschine bei einem Polarisatorwinkel von 25® 
erreicht wird. 

In diesem Falle würde allerdings die von jedem einzelnen 
Pole fSr sich erhaltene Elektrizitätsmengo geringer sein, und 
zwar nur 21,5 (gegen 25,7) Mikroamp. betragen, dagegen wttrde 
infolge der gegebenenfalls eintretenden Möglichkeit, eine sechs- 
poHge Anordnung unterzubringen, die von der Maschine ge- 
lieferte gesamte Stromstärke nicht 2 . 25,7 >■ 51,4 der zuerst 
besprochenen ssweipoligen Anordnung, sondern nunmehr 3.21,5 
« 64,5 Mikroamp. bei derselben Spannung von 50 000 Volt 
betragen. 

Wie wir aus dem diesem Falle entsprechenden strich- 
panktierten Eunrenzug sowie den zugehörigen Polarisator- 
bez. Elektrodenstellungen Cj, /^j, i/j, i/,, — 7/^X3 — 
ersehen, fehlt uns zur Ausft&hrung einer solchen sechspoligen 
Anordnung unter Voraussetzung einer Entladespannung Yon 
50000 Volt eine Winkelgröße von 45<». 

Dagegen wftrde ich fQr den Fall, daß eine noch kleinere 
Entladespannung von beispielsweise 25 000 Volt (Fnnkentele- 
graphie) gewünscht würde, unter äußerster Ausnutzung des 
Winkelraumcs den aus eiiitm Strich und zwei Punkten ge- 
bildeten, nur für den ersten Pol eingezeichneten Kurvenzug 
erhalten. Da die Polarisatoren bez. Elektroden für den Be- 
reich des ersten Poles , T^, 7',, 6, bereits zwischen 0 und 
60*^ liegen, so kann ich ohne weiteres zwischen 0 und 180^ 



342 



U, /fommeisdorf. 



die dreitache Zahl, also für die ganze Maschine ein seclis- 
poliges Polarisationssystem zur Ausführung bringen. Alsdann 
liefert dieselbe Kontlensatormaschine bei einer Spannung: von 
25 000 Volt: 3.23,5 = 70,5 Mikroanip.. also die vierfache 
Stromstärke, als sie bei 100 000 Volt und der Voraussetzung 
einer zweipoligen Anordnung (Fig. 3) zu liefern imstande ist. 

Bei dieser äußersten Ausnutzung des Winkelbereiches ist 
es allerdings erforderlich, daß bei gleichzeitig richtig getroffener 
Wahl der übrigen harmonischen Verhältnisse eine absolut 
pr&ziae £instelluDg des Polarisatorensystems vorgenommen zu 
werden vermag. Diese kann in der Weise erreicht werden, 
daß aämtliche zaBammengehörendenPoiarisatoren untereioander 
starr Terbunden werden und das so erhaltene Armsystem an 
einer gemeinsamen Winkelskala eingestellt wird, oder noch 
bester, daß die Sektoren selbst in der im vorigen Kapitel ge- 
kennzeichneten Art und Weise untereinander in leitende Ver* 
bindnng gebracht werden. 

g 8. Sine Hoohfraquenz-KondenBatonnfMoliine, vorlilafig« 

Mitteilung. 

Unter den zahlreichen Sohaltnngsarten, die man in der 
in Kapitel 1 und 2 an einigen wenigen Beispielen Ton In- 
flnenzmaschinen mit Doppeldrehnng angegebenen Weise durch 
die leitende Verbindung von Sektoren ein und derselben Scheibe 
bilden kann, gibt es swei Spezialftlle, die sozusagen als die 
beiden GrensflUIe aller möglichen Sektorenschaltungen Beach- 
tung yerdienen. Dieses sind die beiden Möglichkeiten, wo 
einerseits gar keine, andererseits alle Sektoren der rotierenden 
Scheibe untereinander leitend Terbunden sind. Der erste Fall 
ist der bekannte Typus einer zweipoligen Influenz- oder Eon- 
densatormaschine, der zweite Fall dagegen stellt eine neue 
Schaltungsweise dar, deren Ausführung an den bisherigen In- 
fluenzmaschinen pniiktisch belanglos und unausfahrbar ist, hin- 
gegen durch die Eondensatormaschinen-Anordnang praktisches 
Interesse erlangen dflrfte. 

Dieser SpezialM, daß s&mtliche Sektoren ein und der- 
selben Scheibe leitend Terbunden sind, kommt hinsiehtHch 
seiner Wirkungswelse auf dasselbe heraus, wie eine andere 
Schaltungsweise, bei der jeder zweite Sektor untereinander 



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SertteBunp melpoligtr KcndensaiormaaMitn, 



343 



verbunden ist, bei der also zwei Gruppen von miteinanaer 
verbundenen Sektoren gebildet werden. Da diese letztere An- 
ordnung die allgemeinere und wirkungsvollere ist, so soll sie 
Tornehmlich im folgenden behandelt werden. 

Das Schema einer derartigen Anordnung ist in Fig. 5 
dargestellt; in derselben bedeuten aa and bb vier Scheiben 
einer EondensatonnaBchine; wir wollen zunächst annehmen, 
daß die Scheiben aa feststehen, die Scheiben bb von links 
nach rechts an den ersteren vorbeirotieren. Die Scheiben be- 
stehen aus Hartgummi oder einem anderen geeigneten Iso- 
lationsmaterial, in das gleich bei der Hei-stellung der Scheiben 
in der in der Fig. 5 angedeuteten Weise eine große Anzahl 
von Sektoren aus Metallblech einvulkanisiert bez. eingebettet 
ist Die Gestalt dieser dicht nebeneinander liegenden Sek- 
toren gleicht der eonst Ton mir bei KondensatormaschineB 




Fig. 5. 



benntsten und anderweitig beschriebenen Form; von denselben 
sind sämtliche in einer der Achsrichtnng parallelen Linie 
liegenden Sektoren in der gleichen Weise, wie dieses in der 
eingangs zitierten Abhandlang b) nSlier erl&ntert wnrde, dnrch 
parallel zor Achsrichtung verlaufende Kollektorstangen leitend 
verbunden. Von diesen ebenfalls in Isolationsmaterial ein- 
gebetteten bez. mit demselben verkleideten Kollektorstanpcn 
sind nebeneinander liegende abwechselnd bei den Scheiben h 
mit zwei wohl abgerundetiii Schleifringen d und e bez. bei 
den Scheiben a mit zwei äoigiallig isolierten Verbiudungs- 
leitern / und </ leitend verbunden. 

Das Spiel der Maschine ist das folgende: Werden die 
zwei Verbindongsleiter f und ^ mit den Elektroden einer In- 



844 



11. Jf ommelsdorf. 



floenz- oder Eondensatomaschine (z. B. einer auf derselben 
Achse montierten „Err^ermasehmt^*) in Verbindung gebracht, 
80 entsteht anf den festen Scheiben aa ein Wecfaselfeld von 
positiT und negativ geladenen Sektoren. Dieses bindet in den 
gegenüber liegenden Sektoren der Scheiben entgegengeseütt 
elektrische ElektrisitfttsqnanteD T Q, wfthrend dasselbe gleich- 
namige und gleich große Elektrizitätsmengen :i: Q abstößt and 
durch die Vermittelung der Schleifringe d und e und der zu- 
gehörigen Bürsten im äußeren Stromkreise zum Ausgleich 
bringt. 

Werden nunmehr die Scheiben b b um eine Sektorbreite 
nach rechts gedreht, so wird in ähnlicher Weise abermals der 
äußere Stromkreis von einer Elektrizitätsmenge 2 durch- 
flössen, jedoch nunmehr in einer Richtung, die derjenigen im 
ersten Falle entgegengesetzt ist. Es wird mithin bei schneller 
Rotation der Scheiben bb der zwischen die zwei Bürsten der 
Schleifringe d und e gelegte äußere Stromkreis von einem 
Wechselstrom von der Stiomstärke 

60" - 

(lurchllosscn, dessen Wechselziihl 2r = [z.n/60) proportional 
mit der Tourenzahl wächst, und der infolge der groBeii Zahl 
von Sektoren z bereits bei geringer Umdrehungszahl n der 
Scheiben eine sehr hohe Periodenzalil v — (n.z/rjo), also beispiels- 
weise bei 2ÜÜU Touren und 30 Sektoren von f = 500 (Wechsel- 
zahl = 1000 in der Sekunde) besitzt. 

Dasselbe, nämlich ebenfalls ein W^echselstrom, wird er- 
zeugt, wenn man umgekehrt die Scheiben b feststehen läßt, 
und dagegen die Erregersrlieiben r/, die in diesem Falle eben- 
falls bez. ausschließlich zwecks AusÜihrbarkeit der Ladung 
von Seiten einer Erregerraaschine mit zwei Schleifringen ver- 
sehen sind, umlaufen läßt. Wiederum dasselbe, und zwar ein 
W^echselstrom von besonders hoher Frequenz entsteht endlich, 
wenn man sowohl die Scheiben a wie auch b mit Schleifringen 
versieht und entgegengesetzt rotieren läßt. 

Auch gleichgerichtete pulsierende Ströme lassen sich leicht 
durch Kommutation mit einer solchen Maschine ersengen, 
sobald man beispielsweise zwei Bürsten swei entgegengesetst 



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HtrsteUung vielpoliffcr Kondetuatormaschinen, 



345 



geladenen Sektoren der Scheiben a der Fig. 5 gegenüberstellt 
und auf den KoUektorstAngen der rotierenden Scheiben 
bez. besser auf besonderen mit denselben verbundenen Kollektor- 
kugeln oder dergleichen streichen läßt. In diesem Falle ent- 
steht im äußeren Stromkreise ein gleichgerichteter Strom, der 
aus zahlreichen Stromimpulsen von der Größe 2 und der 
Frequenz i' = (7zz/6()) gebildet wird. 

Es fragt sich jetzt, welche Gesichtspunkte hinsichtlich 
der Konstruktion an einer solchen Maschine erfüllt werden 
müssen, um dieselbe möglichst wirkungsvoll zu gestalten. Die 
wichtigste Bedingung ist, die Sektoren auf ein möglichst hohes 
Potential zu laden; dieses läßt sich bei den bisher üblichen 
auf Hartgummischeiben geklebten Sektoren aus Stanniol nur 
in sehr geringem Maße erreichen; es ist daher von wesent- 
hcher Bedeutung, die Sektoren — wie bereits beschrieben — 
iillsoitig in Tsolationsmaterial einzubetten. Dasselbe gilt auch 
von den Kollektorstangen und den Verbindungsleitcrn /'und g\ 
endlich sind auch die Schleifringe d und e voneinander in 
geeigneter Weise — z. B. durch dazwischen angebrachte 
passend geformte Hartgummiwandungen — derart zu isoliereD, 
daß auch höhere Spannungen einen Ausgleich der Ladungen 
zwischen ihnen durch Funkenübergänge nicht bewirken können. 

Da femer die Gesamtwirkung innerhalb ziemlich weiter 
Grenzen mit der Zahl der Wechselfelder, d. h. also mit der 
Zahl der Sektoren wächst, so hat man diese ziemlich zahl- 
reich zu wählen. Da andererseits ihr Abstand voneinander 
nicht zn klein sein darf, und naturgemäß die Zahl der Ab- 
stände, und damit die Größe der nicht armierten Scheiben« 
flachen ebenfalls mit der Zahl der Sektoren wachsen, so wird 
man nach diesen Gesichtspunkten leicht eine geeignete Anzahl 
▼on Sektoren bestimmen können, hei der die gOnstigste bez. 
die gewflnBchte Gesamtwirkung erhalten wird. 

Über die flbrigen in Frage kommenden Größen, wie bei- 
spielsweiBe den Scfaeibenabstand der Influenzmaschinen, habe 
ich zur GenOge an anderer Stelle, im besonderen in der ein- 
gangs zitierten Abhandlung c) bereits eingehend gesprochen. 

Nunmehr komme ich noduoials auf den am Anfiznge dieses 
Kapitels erwähnten SpezialfoU zurück, 'daß alle Sektoren ein 
und derselben Scheibe miteinander Terbunden sind. Derselbe 



346 



H, Hommelidorf, 



ist eigentlich nichts auderes als die soeben beliandelte Schaltung 
und wird aus Fig. 5 in der Weise erhalten, daß man, ohne 
an der Schaltung der Erregerscheiben a etwas zu ändern, 
bei den Scheiben b den Schleifring e. sowie sämtliche mit dem- 
selben verbundenen Sektoren foitluBt. Alsdann erhält man 
eine Maschine, bei der sämtliciie Sektoren der rotierenden 
Sclieiben untereinander leitend verbunden sind, die nur einen 
Schleifring, eine Bürste und nur eine äußere Leitung besitzt. 
Wird diese Leitung geerdet oder an dieselbe einerseits und 
die Erde andererseits ein geeigneter elektrischer Apparat 
angeschlossen, so wird dieser, wie auch die Leitung selbst, 
von einem Wechselstrom (Inrchtlossen. Dasselbe tritt ein, 
wenn an die Stelle der Erde eine Ka])azität tritt oder die 
äußere Leitung (Luftdraht) selber eine genügend hohe Kapa- 
zität besitzt. 

In lUinlicher Weise lassen sich noch viele andere Modi- 
fizienrngen dieser interessanten Schaltung vornehmen, beispiels* 
weise kann man eine dritte mit einem dritten Schleifring ver- 
bundene geerdete Sektorengruppe bilden, so etwa, daß die 
Sektoren derselben überall zwischen je zwei der auf ein posi- 
tives und negatives Potential geladenen Sektoren der ersten 
und zweiten Gruppe zu liegen kommen. Auch durch die Wahl 
einer verschiedenen Anzahl von Sektoren auf den Erreger- 
scheiben a einerseits und den Scheiben b andererseits oder 
durch die Annahme verschiedener Größen derselben, z. B. in 
der Weise, daß man — und zwar zum Zwecke der Erzielung 
größerer Dichten auf den induzierten Sektoren b und damit 
auch einer größeren Eldrtrodenspaunuug — die Sektoren der 
Scheiben b kleiner macht als die der Erregerscheiben lassen 
sich noch viele andere neue interessante Schaltungen filr irgend- 
welche beabsichtigte Zwecke bilden. 

Praktische Versuche hinsichtlich der in diesem Kapitel 
mitgeteilten Schaltungen wurden von mir an einer Konden- 
satormaschine von 18 Scheiben mit den Durchmessern 47 und 
44 cm angestellt Infolge der großen technischen Schwierig- 
keiten, die föx die Herstellung der bis jetzt noch nicht aus- 
geführten Scheiben mit eingebetteten SeÜoren zu Überwinden 
waren, mußte ich leider vorläufig auf die Anwendung derselben 
verzichten und mich der in der bisher Itblichen Weise mit 



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Herstellung vielpoliger KondetuaUnrnnuchmeiL 847 



aufgeklebten Stanmolsektoren veraelienen Ebunitscheibea be* 
dieoen. 

Da — wie ich oben begründet habe — durch die An- 
wendung allseitig in Isolationsmaterial eingebetteter Sektoren, 
Kollektorstangeu etc. die in Fig. ö gezeiclinete Schaltung über- 
haupt erst praktische Bedeutung erlangen dürfte, so konnte 
natürlich nur eine geringe Wirkung erwartet werden. Immerbin 
betrug bereits die induzierte Elektrodenspannung ca. 5000 Volt. 
Weitere Angaben über die Wirkungsweise dieser „Hochfrequenz- 
Kondensatormaschine'S sie kurz benennen will, werde 

ich im folgenden Kapitel, das eine interessante Anwendung 
derselben f&r die Funkentelegraphie enthalten wird, mitteilen, 

§ 4. Bendeeinrichtung für FunkentelegrapMe, 
„Hesons^nzkondenBatormaschiiie". 

Gleich bei den ersten Versuchen mit der Hochfrequeiiz- 
Kondensatormaschine, deren Elektroden gerade durch einen 
geringen Widerstand geschlossen waren, erkannte icli an den 
glänzenden und knallenden Funken zwischen Bürsten und 
Kollektorkugeln, die jedesmal kurz vor dem Augenblicke auf- 
traten, in welchem dieselben zur Berührung kamen, daß die 
oben beschiiebenen einzelnen Stromimpulse von der Größe 2 Q 
und der Frequenz i'=s(nir/ 60) in diesem Falle die Form 
oszillatorischer Kondensatorentladungen annehmen. 

Dies vorausgesetzt, ist es daher nur ein Schritt weiter, 
als ich — wie dieses in Fig. 6 dargestellt ist — zwischen die 
Elektroden der Maschine eine experimentell ermittelte Selbst- 
Induktionsspule, oder Primärwickelung eines Teslatransforma- 
ton oder eines induktiv gekoppelten Senders für Funken- 
telegraphie oder dergleichen schaltete. Auf diese Weise ent- 
steht ein Stromkreis mit Selbstinduktion und Kapazität, in 
welchem die durch das Berflhren bez. Nähern der Kollektor- 
kugeln und der Bürsten eingeleitete Elektrizit&tsbewegung in 
der Form von dielektrischen Schwingungen*' von der Periode 

T=^2n yC L 

fortdauert. 

Weiterhin ersetzte ich sodann — wie dies in Fig. 6 an- 
gedeutet wurde — eine der Bürsten durch eine Kugel i, welche 
dicht vor dem vorbeirotiereuden Kollektor angebracht ist und 



348 



ü, H'ommeUdorf. 



zweckmäßig außerdem noch — in der Figur nicht enthalten — 
eine Bürste trägt, welche kurz nach der in der Figur gezeich- 
neten Kolk'ktorkugelstellung mit diesen in vollständige Be- 
xühiHDg tritt uod die gänzliche Entladung der KapazitätsHächen 

bewirkt, ein Umstand, der auch 
durch die Anbringung eines Polari- 
sators en eicht werden kann , der 
kurz nach der Entladung in die Kon- 
duktoren, für einen Augenblick einen 
vollständigen Kurz-^chluß bez. Erdung 
derzweiSektorengruppei] herbeiführt. 

Nunmehr erhielt ich hierdurch 
gleichzeitig eine an der Maschine 
selbst angebrachte Funkenstrecke, 
die naturgemäß infolge der rotieren- 
den Elektrodenkugeln eine sehr ge- 
ringe Neigung zur Flammenbogcn* 
bildung zeigt und die leicht durch 
weitere AbrUckung der Kugel t oder 
auch durch die Anbringung einer 
zweiten solchen Kugel an Stelle der 
zweiten Bürste h innerhalb genügend 
weiter Grenzen ver&ndert werden 
kann. 

Die Abstimmung des Schwingungskreises kann durch 
passende Wahl der Selbstinduktion, durch Aus- bez. Einschalten 
einer Anzahl von Scheiben der Kondensatonnaschine, sowie 
durch Verftndemng des Potentials der Erregerfelder variiert 
werden; auch die Wahl einer geeigneten Umdrehungszahl 
der Scheiben h bez. der OTentuell entgegengesetzt rotierenden 
' Scheiben a und damit der Frequenz y der einzelnen Strom- 
Stöße bez. Pnlsationen ist ohne weiteres mOglicL 

Bei der in der Fig. 6 gezeichneten Schaltung gehen diese 
«inzeben JOntladungen stets von ein und derselben Seite aus; 
das ist natürlich nicht notwendig, vielmehr ist bei wechsehider 
Bichtung auch der Kollektor k unnötig; alsdann schleifen die 
Bürsten ohne weiteres auf den rund ausgebildeten Schleifringen d 
und e. Der eine Schleifring e kann alsdann — zum Zwecke, auch 
hier die andem&Us erforderliche Funkenstrecke zu ersetzen — 



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Uerstellang vitlpoliyer Kondensatormaschinea. 



in diesem Falle mit Kugeln besetzt werden, deren Anzahl mit 
derjenigen der Sektorenzahl der rotierenden Scheiben über- 
einstimmt, und die in nächster Nähe der Elektrodenkugel i 
vorbeirotieren ; die richtige Einstellung dieser Kugel i sowolil 
in radialer wie auch besonders in tangentialer Richtung auf 
dem Umfange der Kugelreihen kann auch hier leicht durch 
probeweises Hin- und Herschieben derselben bis zur ErreichuDg 
der leicht erkennbaren größten Wirkung erreicht werden. 

Betrachten wir zum Schluß nunmehr uochmal die Fig. (>, 
welche die wesentlichsten hier in Betracht kommenden Teile 
einer funkentelegraphischen Sendestation mit induktiver Er- 
regung des Sendedrahtes / enthält, so bemerken wir, da/J m 
einer derartiyen Station die abgestimmte Hochf'requenz-[Kesonaiiz-) 
Kondensatormaschine erstens den Generator, sodann da^ Induk- 
toriunif drittens die Funkenstrecke und viertens auch die Konden- 
satoren mitsamt den erforderlichen FerbindtmgsleUunffen der sonst 
gebräuchlichen Sendeeinrichtungen ersetzt. 

Da es nun — wie ich von Hrn. Grafen Arco gelegentlich 
einer Uoterredung erfahren habe — bereits gelungen ist, mittels 
Hasten von 10 m Höhe und verhältnismäßig kleinen Energie- 
mengen auf ca. 50 km über Land zu telegraphieren, und die 
in der eingangs zitierten Abhandlung b) nach photographischea 
Aufnahmen wiedergegebene zweipolige Kondensatormascbine im- 
stande ist, die erforderlichen Energiemengen bereits bei Hand* 
antrieb bequem zu liefern, so darf man wohl auch von der 
in dieser Abhandlung mitgeteilten mehrpoligen Kondensator- 
maschine sowie der „Resonanzkondensatormaschine'' eine ia 
mancher Hinsicht aussichtsreiche Zukunft auf dem Gebiete der 
Fankentelegraphie erwarten. Vornehmlich Überall dort, wO" 
die Herstellong möglichst kleiner, leichter und transportabler 
Sendestationen mit Fuß- oder Handantrieb — wie beispiels- 
weise solcher für den Patrouillendienst im Kriege — angestrebt 
wird| dürfte sich die Eondensatormaschine einen Platz unter 
den modernen, bereits zu einer gewissen Vollkommenheil 
gebrachten Einrichtungen der praktischen Funkentelegraphie* 
sichern. 

(£i]ig«gaQgeii 16. Dezember 1904.) 



350 



7. Über elektHache Doppelbrechung 
in SchwefeUcoMen Stoff bei niedrUjem Potential^ 
von Gustaf Elmen.^) 



Wenn man Liebt, das iu einem W inl^el voü 45" zu den 
Kraftlinien polarisiert ist, zwischen zwei parallelen Elektroden 
durch gewisse Dielektrika hindurchgehen läßt, so werden diese 
doppelthrechend. Die PhasendiÜerenz Ö zwischen den beiden 
Lichtkoniponenten — der zu den Kraftlinien senkrechten und 
der parallelen — ist, wie Kerr angegeben hat und wie andere 
Forscher es später bestätigt haben, 

"WO B die vom Dielektrikum abhängige elektro-optischo Kon- 
stante, / die Länge und a die Entfernung zwischen den Platten- 
Elektroden in Zentimetern ist; P ist die Potentialdifferenz 
zwischen den JBlektroden in C.G.S.- Einheiten. 

Aus den in Torliegender Untersuchung gewonnenen Daten 
scheint sich eine ausgesprochene Abweichung von diesem Ge- 
setze für niedrige Potentiale zu ergeben. Wenn das Potential 
yon ungefllhr 200 Volt pro Millimeter Entfernung zwischen 
den Elektroden ausgehend yerkleinert wurde, so war die Ah- 
nahme Ton $ langsamer als die Abnahme von PK 

Bei der Bestimmung der elektro-optischen Konstante muB 
man entweder hohes Potential oder ein empfindliches Ver- 
fahren zur Messung von 3 Terwenden. Bei den Untersuchungen 
von Kerr*), Quincke^, Lemoine^ und Schmidt^ wurden 
hohe Potentiale angewandt Die Phasendifferenz wurde mit 
Hilfe eines Babinet sehen Kompensators gemessen und das 
Potential entweder durch eine statische Maschine oder einen 

1) Aua dem Englischen übersetzt von A. Gradenwiti. 

2) J. G. Kerr, Phil. Mag. (4) 50. p. 440. 1875; (5) 8. p. 85 O. «W. 
1879; (5) 9. p. 157. Hso; (5) 18. p. 153 u. 24s. I8s2. 

3) G. Quinciie, Wied. Ann. 10. p. 129. ISb'^. 

4) J. Lemoine, Compf. read. 129, p. 885. 1898. 

5) W. Schmidt, Ann. d. Pbya. 7. p. 142. 190S. 



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EleklrUche Doppelbrechung iti 6ckwefelkohlenstoff elc, 351 



Induktionsapparat vermittelst eines Elektrometers geliefert. Die 
Differenzen zwischen den von verschiedenen Beobachtern für 
B gefundenen Werte und auch zwischen den einzelnen Werten 
eines und desselben Beobachters (z.B. bei CS^, wo dieQuincke- 
scheu Werte um variieren) sind, wie Schmidt ausführt, 
walir'^cheinlich auf die Schwierigkeit zurQckzulühren, hohe 
Potentiale mit geniigeiitler Genauigkeit zu messen. Um diesen 
Fehler zu eliminieren, benutzte er zwei Sätze KlektroJen auf 
derselben Drehungsachse wie das Lichtstrahlenbündel und 
rechtwinklig zueinander, so daß die Wirkung des einen Satzes 
durch die des anderen kompensiert wurde. Auf diese Weise 
erhält man jedoch nur relative Werte, und absolute Messungen 
können nur mit Hilfe einer amlLien Methode erzielt werden. 

Eine emptimlliclie Anordnung zur Bestimmung der Phasen- 
dißerenz ist m vorliegender Untersuchung zur Verwendung 
gekonaraen; an Stelle des Babinetschen Kompensators wurde 
nämlich ein elliptisches Halbschatten-Polarisationssystem be- 
nntzt.^) Mit diesem System ließen sich bei vorliegender Unter- 
sachling Werte von ^»0,0001 X beobachten. Bei den von 
mir ausgeführtcMi Messungen war der niedrigste aufgezeichnete 
Wert 0,00025 A. Hierdurch wurde das zur Verwendung ge- 
eignete Potential bis auf weniger als 100 Volt pro Millimeter 
Entfernung zwischen Elektroden von 47 cm Länge reduziert. 
Bei CSj war der kleinste von Quincke angegebene Wert bei 
derselben Elektrodenlänge über 3000 Volt pro Millimeter Ent- 
femang. Das Potential wurde von einer Akkumulatorenbatterie 
von ungefähr 1400 Volt geliefert, und da das kleinste zur 
Verwendung kommende Potential weniger als 200 Volt betrug, 
80 hatte der Ver&sser zu seiner Verfügung ein siebenmal 
größeres Potentia1inter?all. Das Potential wurde vermittelst 
eines Voltmeters gemessen, den man Torher kalibriert hatte, 
so daß die möglichen Fehler bei den kleinsten Potentialen 
weniger als 1 Proz. betrugen. 

DasHalbschattensystem bestand ans zwei dünnen Glimmer- 
abteilungen. Die eine, der ,,empfind]iche Streifen'* 8 (Fig. 1) 
be&nd sich neben dem Polarisations-Nicol H, bedeckte das 
halbe Feld und lag mit ihrer Hauptachse in einem Azimat 



1) D. B. Brace, Pbys. Bev. 18. p. 70; 19. p.218. 1904. 



352 



von 45*' zur Schwiugungsebene des polai isiertLii Uchtes, Die 
Kante dieses Streifens war zu den Seiten der Elektroden parallel, 
so daß die verschwindende Linie parallel zur größten Dimen- 
sion des Gesichtsfeldes wurde. Wenn Elektroden von größter 
Länge (127 cm) benutzt wurden, so lag dieser Streifen zwischen 
Kompensator und Analysator, da die Entfernung zu groß war, 
um gute Detinierung zu ermöglichen. Die zweite Abteilung, 
der „Kompensator" C (Fig. 1) wurde neben dem Analysator- 
Nicol A' angebracht und bedeckte das ganze Feld. Diese 
Abteilung wurde auf einem Teilkreise mit einem Nonius montiert, 
der Ablesung auf Minuten gestattete. Die Lage des Streifens 
wurde mehrere Male verändert, so daß sich Ablesimgen von 




Fig. 1. 



verschiedenen Teilen des Kreises erzielen ließen, wonait etwaige 
Fehler des Apparates eliminiert worden. 

Ein Nernstscher GlübkOrper von 48 Kerzen, 1 cm Länge 
und 1 mm DnrchineBser wurde zuerst als Lichtquelle L (Fig. 1) 
benutzt. Später wurden Beobachtungen mit Sonnenlicht aot- 
gef&hrt, welche« durch ein Spektroskop hindurcbgesandt wurde; 
Beobachtungen erfolgten bei Bot (620 ptfi), Grtta (640 ftft) und 
Blau (490 ßf£^ Vermittetet einer Eondensatorlinse A (Fig. 1) 
wurde das Licht durch den Polarisations-Nicol, den empfind- 
lichen Streifen, die FllUsig^eit zwischen den Plattenelektroden JS 
(Flg. 1), durch den Kompensator und Analysator, und von dort 
aus nach einem Brennpunkt O innerhalb des Auges des Beob» 
achtere gesandt Bei Benutzung ron Sonnenlicht genflgte die 
Lichtstärke dazu, die Verwendung eines Femrohres von kurser 
Brennweite mit geringer VergrOflerung zu gestatten, welches 
neben dem Analysator angebracht wurde. Die eine der Siek* 
troden wurde geerdet und die andere mit der Batterie ver« 
bunden. F ist ein zwischen den Elektroden eingeschaltetes 
Voltmeter. 



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Elektrische Doppelbrechung in Schwefelkohlenstoff etc. 353 



Bin in der fltalgkeit angebnu^tea Thermometer wnrde 
▼er nnd nach den Beobaditangen abgelesen; die MeBsnngen 
erfolgten bei Zimmertemperalnr. 

Die Ordnung des Eompensators wnrde dudi Vergleichen 
desselben mit einer Viertelwellenplatte gefunden. Der Kempen- 
sator wurde auf Gleidiheii eingestellt nnd die Viertelwellen* 
platte im Felde so angebraeht, daß sie keine Wirkung herrorw 
rie£ Der Kompensator wnrde nnn nm einen Winkel yon 6 
bis 10*^ gedreht, and die Viertelwellenplatte erfahr gleichfalls 
eine Drehung, bis die Intensit&t der beiden Feldhälften wieder 
dieselbe war. Wenn jV' & and N 0 bez. die Ordnung und 
die Grad zahl des Winkels bedeuten, um den die beiden Platten 
gedi'eht werden, so erhält mau 

oder 
(4) 

Wenn man so die Ordnung des Kompensators für eine 
gewisse Wellenlänge festgestellt hat, findet man die Ordnung 
für irgendwelche andere Wellenlängen vermittelst der difiie- 
rentialen Dispersionskurve von Glimmer. 

Die Wellenlänge, bei der die Viertelweilenplatte eine Ver- 
zögerung von A/4 hervorrief, wurde folgendermaßen bestimmt: 
Jjan in einem Winkel von 45^ zur Hauptachse der Platte 




Fig. 8. 



polarisierter Sonnenstrahl wnrde zweimal durch die Hatte 
und hieranf durch einen zweiten Nicol gesandt^ dessen Ebene 
som Polarisator parallel war. Der Strahl wurde vermittelst 
eines Spektroskops analysiert Das Spektrum enthielt einen 
sdiwarzen Streifen, welcher einer Verzögerung von einer halben 
Wellenlänge entsprach. Wie man feststellte, entsprach die 

1) D. B. Braee, Phjs. Rer. 18. p. 78. 1904. 
8) E. J. Bsndtorff, FhU. Mtg. (^) 1« p. 54ft. 1901. 
AndM Sw Phirik. IT. Folfi. 16. 88 



354 



G, // . Eimen. 



benutzte Platte einem Werte von X s 560 /uju. In Fig. 2 nod Ä 
und die beiden Nicola, B die Vierftelwellenplatter C ein an 
der Vorderfl&ohe TerBÜberter Spiegel, und F das Spektroekop. 

Beim Anstellen von Beobächtungeu wurde der „Kempen- 
satoT^ auf Gleichheit eingestellt und hierauf die Plattenelek- 
troden geladen und der Kompensator gedreht, bis wieder Oletch* 
heit erzielt wurde. Wenn dann 8 den Winkel bedeutet, Aber 
den der Kompensator gedreht wurde, und N die Ordnung des 
Kompeusators, so ist 

wenn % klein ist, und nach (1) 

(3) -450- - ± — 

Bei demselben Potential waren die Einstellungen des 
Glimmerkompensators bei allen benutzten Farben annähernd 
dieselben, woraus hervorging, daß bei den kleinen erzeugten 
Phasendifferenzen die elektrische differentiale Doppelbrechung 
bei annähernd dieselbe ist wie die differentiale Doppel- 
brechung von (TÜmmer. 

Es wurden Plattenelektroden von zwei verschiedenen 
Längen benutzt. Die ersten bestanden aus nickelplattierten 
Messingstreifen von 37 cm Länge und 1,5 cm Breite. Sie standen 
mit den nach der Erde lührenden Drähten und der Batterie 
durch zwei Stäbe in Verbindung, welche in die Platten ein- 
geschraubt waren und durch Glasröhren von 5 cm Länge gingen, 
welche an der Seite des Rohres angekittet waren. Kleine 
Ghisstreifen wurden zwischen ihnen au den Kanten in Zwischen- 
räumen angebracht und mit Fischleim festgehalten. Die Elek- 
troden wurden in einer Röhre von 2,5 em Durclimesser an- 
gebracht; sie ragten über beide Enden um 1 cm hinaus. An 
den Enden der Röhre waren Glasquadrate befestigt, in die 
Offnungen von 1 cm Durchmesser gebohrt waren, und die 
hierauf mit dünnen Deckgläsern bedeckt wurden. Diese Deck- 
gläser wurden, nachdem sie angekittet waren, auf Doppel- 
brechung untersucht, da es in verschiedenen Fällen vorkam» 
daß durch das Trocknen des Fischleims so viel Spannung im 
Glase erzeugt wurde, daß diese beobachtet werden konnte. 



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Ekklmche J)oppelbreehamg m SchweftlkohUnttoff' etc. 855 



Ich hatte ziemHche Schwierigkeit damit, vollkommen 
parallele Metallstreifen für die größeren Elektroden yon 127 cm 
LÄnge zu erzielen, so daß ich an ihrer Stelle Spiegelglas- 
Btreifen benutzte. Eine dicke Lage Silber vnirde auf der einen 
Seite jeder einzelnen Platte angebracht; die Versilberung wurde 
an den gegenüberliegenden Enden hinübergezogen, wo mit 
Hilfe eines Paares Messingklemmen, die auch zum Festhalten 
der Platten dienten, Kontakt erzielt wurde. Kupferdrähte 
wurden an diese Klemmen gelötet und gingen durch Offnungen 
hindurch, die in den Endplatten der Röhre angebracht waren. 
Die Elektroden wurden ebenso wie vorher voneinander ge- 
tiennti aie ruhten ohne Träger in der Aöhre mit der Flüssig- 



1 


i 







Fig. 8. 



keit. Fig. 3 stellt eine senkrechte Ansicht und Aufsicht der 
Elektroden dar. Die Bildung Ton Ag,S erfolgte, wenn die Elek- 
troden mit CS, in Kontakt waren, nur langsam; sie ließen 
«eh eine Zeitlang ohne erneute Versilberung benutzen. 

Die zur Verwendung kommende Flüssigkeit war CSj. Das 
gewöhnliche käufliche CS^ enthielt, wie ich feststellte, eine 
große Anzahl kleiner Teilchen, welche zwischen den Elektroden 
vibrierten, wenn dieselben geladen wurden, so daß man grofie 
Schwierigkeit hatte, zwischen ihnen eine hohe Potentialdifferenz 
zu erhalten. Ich fand es daher ftir notwendig, die Flüssigkeit 
durch Filtrieren zn klären; als Filter diente eine im Hals 
«iner Glasflasohe yermittelst Kitt befestigte poröse Schale. 
Unmittelbar unterhalb des Halses beiand sich in der Flasche 
eine Öffnung» in die eine Olaaröhte eingekittet wurde. Diese 
Bohre stand mit einer Luftpumpe in Terbindung, und auf 
diese Weise wurde die Fittssigkeit durch die poröse Schale 
hindurchgetrieben. Durch das filtrieren tou GS, erfbhr je- 
doch die elektro-optische Eonstaate der Flflssigkeit anscheinend 
keine merkliohe Veränderung. Tab. 1 gibt an, auf welche 
Weise die einielnen aufgezeichneten Werte von B in den 
folgenden Tabellen errielt wurden. Bei PotentialdifiSBrenien 
unterhalb 200 Volt pro Millimeter Entfernung swiscfaen den 

28» 



856 



Elektroden ist jeder Wert von B das Mittel von 20 und nicht 
von 9 Beobachtungen. Tab. 2 und 3 gibt Mittelwerte an, die 
man bei Messingelektroden für a — 0,2545 und a = 0,184 cm 
erhielt. Tab. 4 gibt die Werte, die ich mit versilberten Elek- 
troden beobHchtete. Die Werte der drei Serien zeigen unter- 
einander recht gute Ubereinstimmung. Tab. 5 gibt Werte an, 



Tabelle 1. 
/ H 47 cm, a — 0,2545 cm. 



Temp. 



Volt 



Kompensator- 
ablMung bei 
eingeteliaHetcm 
Potential 



Kompcuaator- 
•Uanug bei 

lll^ft(WCl1n1l8tWIII 

Potontiil 



Bx 10-' 



19» a 



1860 



20* C. 



354» 17' 

354 88 

354 15 

354 88 

354 16 

354 19 

854 15 

854 17 

354 84 



6M3' 
6 18 
6 5 
6 16 
6 
5 
5 
5 
6 



54 
68 
51 
6 



Mittelwert 854*88,5' 

Drehung « 11*48' 



6* 4,5' 



Tabelle 2. 

/ •« 47 cm, 2 ■> 560 a "« 0,2545 cm. 



4,05 



Temp. 


VoU 


1 0. 


BxlO-7 


1 Temp. 


Yolt 


0. 


Bx 10- 


23,5° C. 


1389 


11,66» 


3,88 


20* C. 


857 


1,1° 


5,53 


19,5 


1360 


11,68 


4,05 


19 


324 


0,74 


4,52 


18,5 


1345 


11,6 


4,11 


20 


824 


0,84 


5.13 


80 


1Ü13 


6,77 


8,94 


19,5 


2b3 


0,76 


6,04 


19 


995 


6,28 


4,07 


84 


252 


0,65 


6,77 


80 


880 


1 4,74 


3,94 


28 


852 


0,68 


6,56 


81 


T80 


1 8,16 


8,98 


88 


84T 


0^68 


6,51 


88 


648 


i 8,58 


8,*8 


IM 


844 


0,77 


8,29 


19 


556 


1 8,16 


4,58 ' 


19 


848 


0,58 


5,88 


88 


581 


' 13 


4.09 1 


1 









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MUktriMchM Doppeibreekm^ m ^ehwrfelkohUmtoff ete. 357 



Tabelle 3. 

l " 41 cm, ;i s Ö60 fift, a = 0,184 cm. 



Temp. 


VoU 


0« 


fi X 10 


23» C. 


876 


8.7 ° 


3,78 


25 


«61 


8,24 ! 3,71 


23 


418 


2 


3,82 


25 


242 




4,22 


28 


128 


0,58 


5,19 


25 


191 


0,58 


4,56 


26 


191 


0^ 


4,28 



Tabelle 4. 
/ s ] 27 cm, X - 560 /i/i, a = 0,656 cm. 



Tenp. 


Volt 


0« 


B X 10-7 


19» C. 


1364 


4,84« 


4,08 


20 


1355 


4,88 


4,17 


20 


1834 


4,38 


8,85 


20,5 


1328 


4,27 


3,84 


18 


1814 


4»58 


4,11 


80 


1017 


^ 


4,25 


20 


lOlT 


2,87 


4,85 


19,5 


1040 


2,9 


4,17 



Tabelle 5. 
/ = 47 cm, a " 0,184 cm. 





TanptnUar 


Volt 




BxlO-7 


620 


28« 


807 


1 


3,00 




28 


525 


8,1 


' 2,98 




28 


240 


0,73 


3,17 




23 


190 


0,6 


' 4,82 


540 


28 


99T 


11,75 


4,18 




88 


841 


«,» 


4,16 




28 


648 


M 


*.» 




28 


248 


0,78 


4^ 




28 


191 


0,6 


5,96 


490 


28 


955 


11,5 


5,51 




n 


670 


5,88 


5,64 




26 


887 


1,67 


5,23 • 




26 


850 


0,66 


5,38 




26 


190 


0,5 


6,89 



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d68 



die ich bei verschiedenen Farben erzielte. Bei demselben 
Wert von C und bei verschiedenen Wellenlangen bleibt Null 
annähernd gleich, und bei der Berechnung des Wertes Yon B 
war es nur notwendig, den aus Gleichung (3) erhaltenen Wert 
von B mit dem Ordnuugsverhältiiis des Kompensators zu multi- 
plizieren = 1 : 43,8); dasselbe wurde vermittelst der Viertel- 
wellenplatte für den betreflfenden Wert von Ä bestimmt, welcher 
im vorliegenden Falle 560^/* betrug, während die Ordnung 
bei allen anderen zur Verwendung kommenden Farben durch 



I 








































































































t— 




r 


-1 






- — 
























1 — 










1 




























' — 1 










-| 






















































































. 




t::| 




































1 














































































\ 








































' 1 ^ 












— ' 




























- — ■ — - 




, 1 










r T 

1 




— . 

1 — 1 


i — 




-1- 








i 

.1 1 












\ 


1 






L , 







— \ 1 \ { i 1 : I 1. . 1, , I ! \ i 

JOO XOO JOO WO JOO 

p 



ax 10 
Fig. A, 

InterpoUeren nach der von Bendtorff erzielten Eure ei^ 
hilten wurden. 

In Fig. 4 sind die Werte yon lO"? als Ordinalen und 
P/a X 10 als Abssinen aufgetragen. Die Knrre iat bis 200 Volt 
furo Millimeter Entfeninng eine aanfthemd gerade Linie; dann 
dreht aie sich und scheint an den Ordinalen £ut asymptotiiGh 
in Terlanfen. Beim Feststellen dieser niedrigen Werte Freren 
die Beobaditongsfehler natürlich in Anbetracht der Kleinheil 
des Effektes bedentend, und zunftchst dachte ich, daß die er- 
hebliche Abweichung yon dem Gesetz yon irgendeinem sjsle- 



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MUkirifche MoppMreektmp in SchwefeikofUgiutoffeie. 359 



matischen Kehler herrührte. Um derartige etwaige Fehler zu 
eliminieren, nahm ich den Apparat auseinander und setzte 
ihn unter anderen Verhältnissen wieder zusammen, konnte je- 
doch auf diese Weise keinen Unterschied in den für JS erzielten 
Werten finden. ') 

Zwischen M, der vermittelst der Doppelbrechung be- 
stimmten elektrischen Polarisationskonstante in CS^, und der 
Permeabilität fi, die man mit Hilfe der magnetischen Induktion 
findet, besteht große Ähnlichkeit, so daß man auf den Ge- 
danken kommt, daß die Doppelbrechung in Flüssigkeiten, die 
unter elektrischer Spannung stehen, auf Rechnimg eines Polari- 
sationszustandes zu setzen sein könnte, der seiner Natur nach 
dem in einer magnetischen Substanz im Polarisatioiisiustande 
ähnelt. 

Zum Schlüsse mOchte ich Hm. Prof. Brace fflr seine 
wertrollen Anregungen, durch die Yorliegende Untersuchung 
ermöglicht wurde, meinen besten Denk aussprechen. 

Lincoln (Nebraska), Physik. Laborat d. ÜniT. 

l) Man kdnnte die Ansicht aassprechen, daß die Ablesungen des 
Voltmeters nicht den wahren Potentialabfall innerhalb der Flüssigkeit 
geben, da inü^llchcrweise an den Klektroden ähnlich wie in Elektrolyten 
eine Polarisation stattfindet, die bei Verwendung von niedrigen Poten- 
tialen 2um Anadrack kommen kSnnte. Di€8 kttante man dtueh Variieren 
des Etektrodenabstandes und VergltiebeD der Beobsobtongaa bei d«n- 
selben Potentialabfall bestimmen. Diese SoUafifolgenmg aoheint daidh 
die Daten der Tab. 2 und 8 niebt bestttigt ra werden, wo a bes. - 0,S545 
and 0,184 cm. 

(Eingegangen SS. November 1904). 



360 



8. Uber Emiasians^p^etra von MetaUm im 
eiektrigehen Ofen; von A» 8. King* 

Spektroskopische Untersuchungen am elektrischen Bogen 
und Funken haben es sehr wahrscheinlich gemacht, daß die 
auftretenden SpektraUinien in hohem Grade von den Be- 
dingungen abhängen, welchen der den leuchtenden Dampf 
durchfließende elektrische Strom gerade unterworfen ist. So 
finden sich in den Funkenspektren Tieler Metalle Linien, 
welche niemals im Bogen auftreten, und deren Inteniit&t 
leicht durch kleine Unterschiede der Funkeuentladmig iBt» 
ändert wird. Auch im Bogen rühren viele Ändenmgen des 
Spektrums wahrscheinlich von veränderten Bedingungen ab, 
unter denen der Bogen brennt Freilich sind unsere Kennt- 
nisBe Uber das eigentliche Wesen dieser elektrischen Ein- 
flUsse wenig Torgesohritten; eindeutige Versuche scheinen fast 
unmöglich, da die Änderung einer Bedingung gleichieitig zahl- 
reiche andere in unbekanntem Ghrade beeinflußt. 

Offenbar würde die Brseugung von EmiBäonsspektreii 
unter Ausschluß jeder elektrisch«! Wirkung uns sehr ftrdern; 
aber dabei müßte eine Temperatur erreicht werden, welche 
nicht weit unterhalb der des Bogen liegt; sonst würden nur 
wenige Linien sichtbar werden, wie etwa in den Flammen* 
Spektren. Versuche zur Erzeugung von Spektren in BtthrsD, 
wdche in Öfisn erhitzt wurden, sind schon früh gemacht 
worden, aber die erste wirkUch erfolgreiche Methode wurde 
Ton Liveing nnd De war ^ eingeführt; sie benutzten sie bei 
ihren Untersuchungen Über die ümkehrbarkeit der Spektral- 
linien und fanden dabei, daß zahlreiche helle Linien auftreten. 
Dasselbe Prinzip eines elektrischen Ofens ist auch bei den 
Untersuchungen yerwandt worden, welche im folgenden be- 
schrieben werden sollen: man bfldet einen Bcgen zwischen 
einem Tertikaien Kohlestabe und einer horizontalen aus- 
gebohrten Kohle, welche das zu TerflÜchtigende Metall ent- 



1) O. D. LiraUg and J. Dewar, Proc. Boj. 8oe. ML, p. 119. I88S. 



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EmisnoHttpekira von Metailen im MUruehen Ofen, 961 

liält. Das KolileroLr wird p^erade über dem Bogen sehr heiß 
und das Spektriim des Dampfes tritt auf. Die Beobachtungen 
und Photographien von Liveing und De war bewiesen die 
Brauchbarkeit der Methode, aber sonst scheint sie nicht weiter 
benutzt worden zu sein, ist jedenfalls keine allgemein ge- 
brauchte Methode geworden, um den Temperatuispnmg zmschen 
Flamme nnd Bogen zu überbrücken. 

Die nächsten Arbeiten in dieser Richtung knüpfen sich 
an die Frage, ob Spektra durch hohe Temperatur allein 
herrorgebracht werden können. Die Arbeit Pringsheims^) 
im erhitzten Porzellanrohr und die darauf bezüglichen Experi- 
mente Paschens') sind ausführlich von Kayser*) besprochen 
worden; ihr Hauptthema ist die wichtige Frage, ob es möglich 
ist» alle chemischen Wirknngen ansznschließen, welche Lumines- 
sens herromifen können; aber die erreichten Temperatnren 
liegen weit unter der dee elektrischen Bogens. 

Bei dieser Sachlage unternahm ich es auf den Vorschlag 
von Pr<^ Kays er sni Tenuchen, ob man mit flilfe eines 
elektriich erhititen Bohras soweit wie möglich nur durch 
Wirme Emissionsspekfcra erieugen kOnne. Nachdem ich einen 
praktischen Ofen gebaut hatte, wurden die Yersndie, deren 
Resultate hier beschrieben werden sollen, mit der ursprOng- 
liehen rohen Form des Ofens dnrcbgefUirt, da es mir nur 
darauf ankam, die Brauchbarkeit der Methode sn seigen. 
Veibeesemngen des Ofens sollen bei emer spiteren Beihe von 
Versnohen eingefUirt werden. 

Wfthrend ich mit dem Absohlu0 der Resultate für die 
VerOffsnilichung besdiftfügt war, erschien eine Abhandlung 
▼on Nasini und Anderlini^, wehdie den gleichen Zweck 
Terfolgt und auch in emem elektrischen Ofen durchgefilhrt 
wurde. Die Besohreibuitg desselben ist aber nicht ansfikhrlich 
genug, da6 man erkennen kitante, wie weit er dem meinigen 
ftknelt Ihr Hauptversuch bestand darin, daB sie in einem 



1) K Pxlagtbeim, Wied. Ann. 46. p. 4S8-~4fte. 18M. 
^ F. Paaehen, Wi«d. Ana. M. p. 40S— 448. 1898; 61. p. l-<89. 
1894; 52. p. 809—287. 1894. 

3) H. Kayser, Handbuch der Spektr. 2. p. 150—157. 

4) R. Nasiai e F. Anderliai, Bendic. aoc dei Lincei (3) IS. 
p.&9— 66. 1904. 



862 



Graphitrohr Mg verdampften, den Sauerstofi' verbrauchten, 
und ein Spektrum des N (?) durch Wärme allein erhielten. 
Mein Resultat mit Mg, der einzige ihrer Arbeit entsprechende 
Versuch, soll nachher angegeben werden. 

AppacvL 

Bai meinen TvncheB weiden swei Formen tob Öfen be- 
nntzt; da aber &Bt alle Versnche mit der einen Form erhalton 
worden, soll sie zuerst beschrieben werden. Dies war eine 
Modifikation des von Liveing und De war gebrauchten Ofens, 
mit den einfachsten Mitteln hergestellt; die Figur zeigt die 
Einrichtung im Querschnitt: zwei Kohlenstäbe b b eines 
BuDsen sehen Elementes wurden au der Seite so ausgehöhlt, 




daß sie zusammengelegt onen i^lindrischen Banm ron etwa 
2,6 em frei ließen. Eine gewöhnliche Dochtkohle o von 1,6 cm 
DnrchmesBer wurde mit einer Bohning yon 0,5 cm venehen 
nnd in jenen HoUranm «wischen den KoUeblOckan ein* 
geechoben, Ton ihnen isoliert dnroh xwei Aabeetrdhren, a o, 
die Yon beiden finden etwa 5 cm hineinzagten, die lütte des 
EohleiohnB aber frei ließen. Dnrdi die lütte des nnteien 
KohleUockee war em Loch gebohrt, dnroh welches ein Kohle- 
Stab d Ton 12 mm gesteckt wurde. Enpferleitongen verbanden 
die Enden der Tortikalen nnd horiiontalen Kohle mit Qneok* 
sübem&pfen, welche mit den Enden eines Dynamoetromes toü 
220 Volt Terbnnden waren. Das Kohlerohr bildete den post- 
tiTon Pol. KSn Heben der yertikalen Spohle entitlndete den 
Bogen iwischen ihr nnd der Außenseite des horiaontalen 
Rohres. Da dn m schnelles Eihitzen das Bohr leicht 
springen Iftßt, mnßte man mit einem Strom tob nnr 2 oder 
8 Amp. beginnen nnd ihn allmählich steigern. Dieser Haupt- 



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£miuiotuspekira twn MeUdUn im ekhirüehtn Oftn, 363^ 

teil des Apparates wurde noch von weiteren Batteriekoblen 
umgeben, welche dazu dienten, den Wärmeverlust zu schwächen 
und die Oxydation der inneren Kolüenblöcke zu Terzögern, da 
sie schnell rotglühend werden. 

Diese einfache Form des Ofens erwies sich sehr dauer- 
haft und brauchbar; ein Bogen mit 30 Amp. ließ sich leicht 
erhalten, und der Ofen konnte einen Monat lang täglich ge- 
brannt werden ohne Erneuerung der Kohleblöcke. Da das 
Kohlerohr den positiven Pol bildete, wurde es sehr heiß und 
brannte schließlich durch; 66 hielt aber den Btftrksten Strom 
eine halbe Stunde aus, einen von 15 — 20 Ampi, weit länger. 
Das Metall oder Salz, dessen Spektrum man untersuchen 
wolltei wnrde in das Rohr direkt über den Bogen gelegt, 
und weitere Mengen konnten mit einem dünnen Kohlestah 
hineingeschoben werden. Das Spektrum ließ sich mit dem 
Auge oder photograpbisch durch das andere Ende des Rohres 
beobachten. Wenn nicht die Bildung undurchsichtiger Dämpfe 
in großer Menge eine Offiiung erforderte, konnte das Hohr 
nahezu luftdicht abgeschlossen werden, indem man die Asbest* 
Isolationen weiter herausragen ließ, und das eine Ende durch 
ein Quarzfenster, das andere durch einen Asbestpfropf Yer- 
schlofi. Wir haben damit einen Apparat, in welchem die zu 
verdampfende Snbstans sich im positiven Pol eines starksn 
Bogens befindet, nur 6 mm Ton diesem entfernt Die Innen- 
seite des Bohres wurde auf eine Lftnge von etwa 6 cm weiß> 
glühend, und man eihielt starke Emissionsspektra sowohl von 
der EoUe und ihren Yenrnreinigungen als aueh Ton vielen 
eingefllhrten Metallen und Salaen. 

Na«sh emigen vorlftufigen Beobachtungen mit dem Auge 
wurden diese Spektra aussehlieBlich i^otographisch nntersnchti 
coerst mit einem Piismenspektrograph, dessen eines Qlasprisma 
kleine Dispersion, aber sehr lichtstarke Spektra gab, sp&ter 
80 oft wie möglich mit einem Bowlandschen Konkavgitter 
▼on Im Badius, welches natürlich ?iel längere Expositionen 
erforderte. 

Wegen der Enge des Eohlerohres erschien ein kontinuier» 
Uehes Spektrum von seinen weißgltlhenden Wänden; aber es 
störte wenig, selbst sohwaehe Linien waren deutlidi sichtbar. 
Um es BOfiel wie mOgUeh su beseitigen, wurde mit einer 



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364 



A, 8, King, 



"Qaarzlinse ein scharfes Bild auf dem Spalt entworfen, welches 
80 groß war, daß der von den glühenden Wänden erzeugte 
Ring außerhalb des Spaltes fiel. Diulurch verlor man zwar 
etwas an Intensität, aber der kontinuierliche Grund wurde 
•oamentlich bei den Gitteraufnahmen sehr geschwächt. 

Zur Erkennung der Linien und zum Vergleich mit dem 
Bogenspektrum wurde meist ein Bogenspektrum daneben photo- 
graphiert. Dazu wurde ein Bogen, welcher das untersuchte 
Metall enthielt, hinter das Koblerohr gesetzt, so daß seine 
Strahlen durch den nicht benutzten Ofen gingen, bevor sie 
auf den Spalt äelen. 

Wahrscheinliche Temperatur des Ofens. 

Um eine Vorstellung von der Temperatur im Ofen zu er- 
halten, wurden Schmelzversuche gemacht und eine Messung 
der Strahlung mit Thermosäule. Bei dem schwachen Strom 
von 15 Amp. schmolzen kleine Qnarzsttlcke, die hineingebraohi 
wurden; bei Steigeniiig auf 25 Amp. schmolzen sie nicht nur, 
andern verdampften und bildeten einen dicken weißen Über* 
Jtng der Wände, in dem sich kleine Qaarzkttgelcben fanden. 
Da dieser Versuch aber keinen Begriff von der erreichten 
Temperatur gibt» wurde die Lage des Strahiungsmaximums 
im Spektrum aufgesucht. Hr. Pflüger war so freundüobf 
diese Messung für mich mit seinem Fluoritapparat und Thermo- 
tilule auszuführen. Man kann so natürlich nur einen Mittel* 
wert der Temperatur erhalten, nicht die des Bodens, auf 
welohem die verdampfenden KOrper liegen. Um dieser Tempe* 
rator möglichst nahe zu kommen, war bei Kohle nur bis zu 
dem Punkt aber dem Bogen ausgebohrt, und ee wurde so die 
dürekte Strahlung der Kohle gemessen. Da aber die Tempe- 
ratur sehr sohneil mit der Entfernung Tom Bogen abnimmty 
ist die gemeesene Temperatur jedeaüUls su niedrig. Dm 
MaTimum der Strahlung lag zwischen 1,6 und 1,5 /i, nfthsrt 
sich mit der Brenndauer letzterem Werte. Beduziert mea 
auf das normale Spektrum, betrachtet die Strahlung als die 
eines schwanen Körpers und rechnet nach Wiens Formel, 
eo eigibt sich eine Temperatur tou etwa 2000* abe. Aber 
diese Zahl ist aus mehrecen Orftnden als untere Oienie su 
betrachten: 1. Das Zimmer, in welchem diese Messung aas- 



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EmUnonsspehtra von Metallen im elektrischen Ofen. 36& 

geführt werden mvßte, hatte keine Leitungen, die dick genug 
g( wegen wären, den starken Strom längere Zeit auszuhallen; 
während der möglichen Beobachtungsdauer wanderte das 
Muxiiiium nach kürzeren Wellen. 2. Die Rechnung betrachtet 
den Ofen als schwarzen Körper, was wegen der vorderen Öffnung 
nur teilweise der Fall ist. 3. Quarz verdampft. — So scheint 
die Annahme richtig, daß die Temperatur des Bodens des 
Rohres etwa 25G0° abs. gewesen sei. 

Vennehtt mit einem Widenteadeofen. 

Wie schon bemerkt, habe ich einen Ofen von anderer 
Form so weit geprüft, um seine Brauchbarkeit zu erkennen. 
Er wurde durch ein Kohlerohr gebildet, das durch einen 
starken durchfließenden Strom erhitzt wurde. Ein Graphit- 
rohr, 20 cm lang, 1 cm im Lichten, wurde an den Ende» 
elektrolytisch verkupfert und horizontal gelegt, wobei die^ 
Enden auf Kupferträgern ruhten, welche zu Quecksilber- 
näpfen und den Enden des Dynamostromes führten. Um die 
Oxydation des erhitzten Rohres zu vermeiden, war das Rohr 
und seine Träger in einem Kasten ganz mit Asbestpulver um- 
geben. Um den Einblick in das Rohr zu ermöglichen, war 
das Kohlerohr an einem Ende durch ein Asbestrohr verlängert^ 
welches aus dem Kasten herauaragte und durch ein Quarz- 
fenster verschlossen war. 

Die zu meiner Verfügung stehenden Rohre hatten so 
kleinen Widerstand, daß der vorhandene Strom von 50 bia 
60 Amp. nicht ausreichte, um sie sehr hoch zn erhitzen. Erst 
wenn sie durch Oxydation d&noer geworden waren, trat hoho 
Temperatur ein, aber dann Terbrannten sie auch meist nach 
kurzer Zeit. Die Hauptbeobachtungen mit diesem 0£mi be* 
trafen Ca; die Verftnderongen in dessen Spektrum sollen nach-^ 
lier besprochen werden. Als ein Mittel, um eine dicke Schicht 
gleichförmig erhitzten Dampfes zu erhalten, ist diese Form dea 
Ofens der ersten überlegen, und die Spektra erscheinen leicht^ 
sobald die Kohle weißglühend ist ; auch daß man dnrch größeren 
Durchmesser das kontinnieriiche Spektrum schwach machea 
kann, ist ein Vorteil. 

Da aber die Mittel nicht Toihanden waren, den Wider- 
Staadsofen richtig aossonntsen, so habe iöh mich haaptsichlich 



$66 



Ä, S, King* 



in dieser Arbeit mit dem Ofen bescliäfligt, der von außen 

durch den Bogen erhitzt wird. Es sollen nun die Spektra 

der untersuchten Elemente und die erhaiieuea Resultate im 
«inzelueu augegeben werden. 

GSalvm. 

Drei Paare der Hauptserie von Cäsium erschienen sehr 
leicht, wenn das Sulfat ins Rohr gebracht wurde; daher wurde 
an ihnen genauer der Einfluß der Temperatur auf die Intensität 
studiert und zahlreiche Photographien gemacht, bei welchen 
der Ofen durch schwache oder starke Ströme verschieden er- 
hitzt war. 

Die Pliotogr.iphien zeigen deutlich, daß mit steigender 
Temperatur die Serienlinien von kürzerer Wellenlänge relativ 
stärker werden, d. h. das Strahlungsmaximum dieses Dampfes 
verschiebt sich nach Ultraviolett. Mit einem Bogen von 15 Amp. 
gab der Prismenspektrograph die Paare 4593, 4555 und 3889, 
3877, das letztere viel schwächer. Von dem dritten Paar, 
3617, 3612 war keine Spur sichtbar. Mit einem Strom von 
25 Amp. war das zweite Paar fast so stark als das erste, 
ohne daß dies überexponiert gewesen wäre, und das dritte 
Paar war schwach sichtbar. Ich ging nun auf 15 Amp. zurück, 
während der Ofen noch von den benutzten 25 Amp. heiß war, 
und erhielt eine Aufnahme, in welcher das dritte Paar mi- 
fiicbtbar war, der Unterschied zwischen den beiden ersten 
Paaren aber viel geringer, als bei der ersten Aufnahme mit 
derselben Stromstärke. Nachdem weitere Photographien dies 
Resultat bestätigt hatten, wurde versnoht, auch mit dem Gitter 
eolche Aufnahmen zu erhalten. Es waren zwar viel größere 
Expositionszeiten nötig, und die Intensität fiel nach dem Ultra- 
violett hin viel schneller ab, als beim Prisma, aber die Er- 
scheinung ist deutlich sichtbar. Bei Aufnahmen mit 15 und 
%b Amp. ist in beiden das erste Paar von fast genau derselben 
Intensität; sie sind nicht flberezponiert, da eine andere Auf- 
nahme mit i&ngerer Expositionszeit sie um etwa 60 Proz. 
stärker gab. Das zweite Paar ist reichlich doppelt lo stark 
bei 25 Amp., wie bei 16. Das dritte Paar kann nur auf der 
Aufnahme mit 26 Amp. gesehen werden. 

Danach muß man schließen, daß ein glühender Dampf 



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Emissionsspektra von Metallen im elektrischen Ofen. 867 



dem StrahluDgsgesets der festen Körper folgt in betreff der 
Verschiebung des MaximiimB, oder wenigstens die Teilchen, 
welche diese Sehe geben. 

AnwenduBif auf dto nüRtlT« TempMstnr von Bogen 

und l'nnkon. 

Nach Photographien, die ich bei einer früheren Unter- 
suchung gemacht hatte, und anderen, welche mir Hr. Konen 
freundlichst zur Verfügung stellte, habe ich für einige Elemente, 
die Serien enthalten, eine Vergleichung über den Abfall der 
Intensitäten in den Serien nach Ultraviolett im Bogen und 
Funken angestellt. Bei manchen Elementen ist es ganz deut« 
lieh, daß im Funken die Intensität der Serien nach kurzen 
Wellenlängen hin viel schneller abf&llty als im Bogen. Bei K 
und Na ist dies sichtbar bei der ersten und zweiten Neben- 
serie, bei Cu ist es sehr deutlich für die erste Nebenserie; 
der Unterschied zwischen den beiden ersten Paaren ist im 
Funken sehr viel größer, und es ist bekannt, daß das dritte 
Paar, 368S, 3654, im Funken überhaupt nicht mehr erscheint. 
Bei Ca ist die gleiche Erscheinung deutlich bei den Tripleta 
der ersten Nebenserie; sie ist auch vorhanden, aber schwach, 
bei der ersten Nebenserie von Mg. Bei den Spektren von Cd, 
Zu, Hg, AI war ich nicht imstande einen Unterschied dieser 
Art zu sehen, der Abfall schien vielmehr der <]^1eiche für Bogen 
und Funken zu sein, und die erste Nebenserie von Li schien 
sich sogar entgegengesetzt zu verhalten, obgleich die Unsicher- 
heit, ob diese Linien doppelt oder umgekehrt sind, eine Ent- 
scheidung schwierig macht. 

Die Lage des Maximums im Funkenspektrum nach längeren 
Wellen und das Verhalten der Cs- Serie bei verschiedenen Tempe- 
rataren würde zunächst den Schluß nahe legen, daß die Tempe- 
ratur des Funkens niedriger sei als die des Bogens. Das steht 
iwar im Widerspruch zu der gewöhnlichen Annahme, aber man 
kann nicht bestreiten, daß die meisten Eigenschaften des Funkens, 
weldie gewöhnlich als Beweis für die hohe Temperatur angefahrt 
werden, wie die große Helligkeit bei dem kleinen Volumen, der 
Reichtum an ultravioletten Linien etc. auch ans der heftigeren 
elektrischen Wirkung gefolgert werden können. Aber die neneren 
A nachten deaten darauf hin, daft im Funken etwas so anderes 



368 



A, S. King. 



als thenmsche Strahlang Torliegt, daß wir das Wort „Tempe* 
ratnr'' für Fanken und Bogen nicht in demselban Sinne an- 
wenden dürfen. Der stärkere Abfall der Serienlinien im 
Funken nach kurzen Wellenl&ngen genügt nicht, am die ent- 
gegenstehenden GMnde zu widerlegen; erstlich ist die Er- 
scheinung nicht so allgemein, wie wir erwarten müßten, und 
zweitens ist es denkbar, daß die Funkenentladung das 
schwingende Teilchen so beeinflussen kann, daß eine Ver- 
scliiebuiig entsteht Wenn das richtig sein sollte, so bleibt 
es aber doch sehr merkwürdig, daß eine stärkere Funken- 
entladunf^ in derselben Richtung wirkt, wie niedrigere Tempe- 
ratur, daß beide das Maximum nach Rot verschieben. Bei 
akustischen Erscheinungen sind allerdings auch Fälle bekannt, 
in denen stärkere Anregung die ersten Glieder der Tonreihe 
verstärkt 

Csloinm. 

1. Beobachtuug der stärkereu Linien mit dem Auge, 
a) Mit dem Widentandaofen. 

Es wurde metallisches Ca in das stromdurchflossene 
Graphitrohr gelegt nnd beobachtet, wie die steigende Tempe- 
ratur die stftrkeren Linien heeinflnOt Als der Ofen anfing 
heiß zu werden, erschienen die Na-Linien Ton Yenrnreinigung 
der Kohle, dann Linien im Bot nnd Orfln, nach nngefthrer 
Messung 6434, 6594, 6589. Bei noch höherer Temperatnr 
▼erhreiterten sich diese Linien nnd es erschien 5858, dann 
6162, 6122. Die Linie y, 4227, konnte ich nicht sehen, aber 
das Spektroskop war andi ftr den violetten Teil ungeeignet» 
Die genannten Linien erwiesen sich sehr empfindlich lür 
TemperatnrSndemngen, die sich durch den Strom leicht hervor» 
bringen ließen. Eine Änderung des Stromes um 2 oder 8 Amp. 
konnte eine ganz andere IntensitätsverteUnng unter den Linien 
hervorbringen; der Versuch bildete ein schlagendes Beispiel 
für die grofien Änderungen des Spektrums, welche durch 
kleine Änderungen der Bedingungen des Entstehens erzeugt 
werden können. 

b) Mit dem Bogenofen. 

Auch in diesem Ofen konnte mit metallischem Ca die 
Entwickelnng der Linien mit steigender Temperatur gut be> 



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Mmitnonupektra wm MUalUn im eiektrucheu Ofsn. 869 

obachtet werden, und das kontinuierliche Spektrum der Wände, 
welches in dem engeren Rohr stärker hervortrat, erzeugte viele 
Unikebrungen. Auch ohne Kinführung von Ca ließen die als 
Verunreinigung der Kohle vorhandenen Spuren von Ca die 
Linie 6439 bald nach den /^-Linien sichtbar werden. Mit 
eingeführtem metallischem Ca erschienen zuerst die rote Ca- 
Linie und D umgekehrt durch die Zusammenwirkung des 
glühenden Rohres und des relativ kühlen Dampfes. Bei 
steigender Temperatur wurde 7) hell, während für die Ch- 
Liinic Emission und Absorption sich das Gleichgewicht hielten, 
80 daß die Linie ganz verschwand. Auch ff erschien nun. 
Wurde ein kleiner Kohlestab in das Rohr geschoben, so daß 
ein hellerer Hintergrund entstand, so erschienen alle Linien 
umgekehrt, wurden aber wieder hell bei Entfernung des 
Stabes. Wenn der Ofen sehr heiß wurde und viel Dampf 
vorbanden war. sah ich nur dunkle Linien, wdbü die starken 
Linien im Kot, Gelb und Qrttn jetzt auch umgekehrt er- 
schienen. Wurde in diesem Augenblick der Bogen unter- 
brochen, 80 wurden die Linien fast augenblicklich hell und 
blieben verschieden lange Zeit sichtbar, die im Bot und Gelb 
etwa ^/^ Minute. 

2. Photograpkische Beobacbtnngen im Bogenofen. 

a) Verhalten der H- und K-Linien im Vergleich zur ^-Liuie. 

Die Photographien zeigten manche Differenzen gegen das 
Bogenspektrum , am interessantesten war das V^erhalten der 
Linien 8968 nnd 8934, H und K. Diese Linien, welche sonst 
immer von Bogen und Funken stark emittiert werden^ wenn 
auch nur die kleinste Spur Ca vorhanden ist, erschienen in 
meinem Ofen nur bei höchster Temperatur und dichtestem 
Dampfe, und auch dann nur sehr schwach. Mit einer großen 
Menge Ca nnd 25 Amp. lassen sich H und K mit Hilfe eines 
Bogenspektmms im Vergleich als äußerst schwache schmale 
Linien erkennen bei sehr langer Exposition. Dann ist gleich- 
seitig p Oberexponiert und breit umgekehrt, die Serientriplets, 
deren längste Linie bei 4455 und 8644 liegt , sind deutlich^ 
das erste stark, ebenso die Gruppe von sechs Linien zwischen 
4819 und 4288. Das nicht sn den Serien gehörende Triplet, 

Aaukm ter Pkyilk. IT. Folf«^ 16. 84 



370 



Avelcbes bei 4586 beginnt, fehlt, ebenso das im kuuden>ieite!i 
Funken starke Paar 'Mol und 3706, welches dieselbe 
iSchwiiigungsdiffereiiz hat, wie H und K. Die höhere Tem- 
peratur des Bogens wird wahrscheinlich diesen Unterschied zum 
Teil bedingen, aber seine Größe und die Wirkung von H und K 
im Spektrum des Funkens^), wenn derselbe stark kondensiert 
und mit Selbstinduktion versehen ist, deuten doch darauf hin, 
daß elektrische Bedingungen im Funken und Bogen nötig sind, 
um den Liaien die gewöhnliche Intensität zu geben. 

b) Unsymmetrisebe Verbreiteniiig der nmgekebrten fr-Iinle. 

Die ^-Linie zeigt bei einigen Aufnahmen mit dem Gitter 
eine scheinbare Vei*schiebung. Das Vergleichsspektrum gibt g 
gewöhnlich umgekehrt; in mehreren Fällen, wo das Spektrum 
des Ofens scliarf war, fiel g mit einem Rande der Bogeuliuie 
zusammen. Die Messung einer Platte ergab eine Verschiebung 
der Bogenlinie um 0,4ft A, auch hier nach größeren Wellen 
hin. Auf ilcrselben Platte gingen zahlreiche scharfe Linien 
vollkommen kontinuierlich durch beide Spektra durch. Ab' r 
Jiier nahm die scheinbare Verschiebung ab, wenn die Bogen- 
linie schmaler wurde, und auf einigen Photographien, welche 
die Bogenlinie nicht umgekehrt enthielten, waren beide Linien 
genau die Verlängerung voneinander. So scheint das Verhalten 
von // am besten als unsymmetrische Vebreiterung aufgefaßt 
zu werden. 

e) ümkebiniigvencbeitittngeii des Gft-Dampfps. 

Icli machte einen Versuch mit Ca-Dampf, welcher all- 
gemeiner zum Studium der Umkehrunjiscrscheinungeu ver- 
wandt werden kann, wenn man den Ofen so umformt, daß 
dickere Scimliten von Dampf erhitzt werden können. Im 
Rohre wurde eine möglichst gmße Menge Ca-Dampf erzeugt, 
und eine Bogenlampe, welche Ca enthielt, hinter das Kohr 
gesetzt, so daß ihr Licht den Dampf im Rohr zu durchdringen 
hatte, bevor e^ auf den Spalt Das auffallendste Resultat 

war ilie -tai ke A^soiption von 7 vtTfilirhen mit der der anderen 
Linien. Die geringe Dispersion lieb schiecht erkennen, (dj noch 
audere Linien umgekehrt waren, aber jedenfalls war g die 

1) A. 8. King, Afltropbyh. Jonrn. 19. p. 05—288. 1904. 



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EmissioMspdUra von Metallen im elekirüchen Ofen, 871 

einzige Linie, deren I'mkehrung bei dem Durchgang der 
Strahlen durch den Ofen erheblich verstärkt wurde. Die 
ümkehrung von ff war immer breiter als ohne Ofen, und 
ihre Breite nahm zu mit der Temperatur des Ofens, erreichte 
bei der höchsten Temperatur mehrere Ä. Wahrscheinlich 
wirkte die Termehrte Dampfmenge und gesteigerte Tempe- 
ratur zasammeD. 

3. Baudeuspektrum von Ca, 

Die bekannten Banden des Ca im Rot und Orange, welche 
manchmal im Bogen auftreten, waren im Ofen immer sehr hell 
vorhanden. Außerdem trat eine Reihe von Banden im Violett 
auf, die, soviel ich weiß, noch nicht bekannt sind ; fünf Banden 
liegen in dieser Gruppe; sie sind 2war sehr unscharf scheinen 
aber nach Rot abschattiert zu sein. Ich erhielt sie mit dem 
Gitter, und habe die Lage der dunkelsten Stelle, so gat es 
die Definition erlaubte, in folgender Weise gemessen: 

3691 schwach, ungchftrf, 
3766 unscharf, 

3835 scharfe Kante, nach Bot abschattiert, 
9992 » 
8959 wuKbaxt 

Die Banden erscheinen bei mäßiger Temperatur sowohl 
mit metallischem Ca als mit dem Chlorid, besser mit letzterem. • 
Das deutet auf das Oxyd als ihre Ursache, da Luft gegen- 
wärtig war; aber eine genauere Untersuchung habe ich bisher 
nicht darüber angestellt 

Btrontium. 
1. Linienapektmin. 

Strontiumchlorid im Ofen erzeugt ein viel weniger empfind- 
liches Spektrum als Ca. Ich erhielt indessen einige der st&rksten 
Linien und fand relative Intensit&ten, die von denen im Bogen 
weit abweichen. Man nimmt an, daß die Linien 4607, 4215, 
4077 homolog zu den Ga^Linien ^, H und K sind, und ihre 
Änderungen im Ofen sind auch fthnlich denen der Ca-Linien, 
wenn auch entschieden weniger. 4215, 4077 hftngen durch 
ihre Schwingungsdifferenz 801,6 mit mehreren anderen Paaren 
des Sr-Spektrums zusammen. Im Bogen sind sie immer stark, 
&st ebenso stark wie 4t>07; im Ofen aber erscheint nur eine 

24» 



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d72 



A, S. King, 



schwäcliste Spur dieses Paares, während 4607 immer sehr 
stark ist, bei weitem die stärkste Linie des Spektrums. 

8. Bandenspektrnm. 

Wie bei C;i bringt der Ofen ein starkes Bandenspektrum 
hervor. Sehr starke Banden im Orange wurden mit dein 
Auge beobachtet, außerdem zeigten meme Photographien eine 
schwächere ßandengruppe im Violett, die« ich für neu halle. 
Vier Bänder liegen hier, deren Messung ergab: 

8937 scharfe Kantei nach Bot abschattiert, 

8062 ». . w n f» » 

8992 unaeharf, 

4014 

Die beiden ersten Bänder haben deutliche Kanten nach 
Ultraviolett hin; eine Auflösung in Linien wurde bei der be- 
nutzten Dispersion nicht erzielt, so daß die Linien viel diohter 
liegen mfisBen als bei den Banden im Orange. 

Baryum. 
1. Linienspektrum. 

Ks wurde Baryumclilorid im Ofen verwandt Auch hier 
bieten drei Linien das Hauptinteresse, 5536 und das Paar 
4934, 4554, die allein in diesem Teil des Spektrums auf- 
traten. Das Paar, im Bogen sehr stark, war im Oieu äußerst 
schwach, nur eine 8j)ur von 4934 sichtbar, während 5536 
stark ist. Die Intensitätsverhältnisse im Ofen und im Bogen 
sind für 4554 etwa 1 : 20, tiir 5536 etwa 3 : 4. 

Das Verhalten im magnetischen Feld zeiL't'i, daß das 
Paar 4934, 4554 von demselben Typus ist, wi»- Sr 4215, 4077 
und Ca, H und K. Diese Homologie wird durch das Verhalten 
<ler drei Paare im Olen bestätigt. Da der magnetische Typus 
derselbe ist, wie der der J9-Linien, so hält man sie für die 
ersten Glieder der Hauptserie dieser Elemente, deren höhere 
Glieder noch unbekannt sind. Ist das richtig, so haben wir 
hier eine Ausnahme von der Regel, daß die Hauptserie unter 
den einfachsten Bedingungen erzeugt wird, da ihre Schwäche 
im Ofenspektrum beweist, daß eine besondere Anregung uötig 
ist, um ihnen die Stärke zu geben, velche sie im Funken 
und Bogen haben. 

1) H. Kayser, Handbuch der Spektr. 2. p. 671. 



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£misswiuspektra von MetaUen im elektrUchen Ofen. ö7d 

2. Bandenspektrum. 

Die Bandengruppe im Gelbgrün wird im Ofen kräftig er- 
zeugt. Ihre Struktur scheint ein genaueres Studium zu ver- 
dienen, als ich bei der geringen Dispersion ihnen zu Teil 
werden lassen konnte. Nach Beobachtungen mit dem Ange 
scheinen die Banden selir ähnlich denen von Ca und Sr zu 
sein. Diese Ra-Baiulen kelireii sicher ihre Kante nach Violett 
hin, aber die Steile maximaler Intensität scheint sich in ihnen 
zu verschieben ; im ersten Band von Rot aus zeigt die Kante 
maximale Intensität, sie ist so stark, daß sie unscharf ist. Das 
zweite Band bat eine scharfe Kante, erstreckt sich von ihr 
kräftig nach Rot hin. Das dritte Band ist in feine Linien von 
nahe gleicher Intensität aufgelöst, die Kante ist stärker und 
umgekehrt. Im vierten Band ist das rote Endo, welches wir 
den Schwans nennen könneOi weit stärker als die Kaute, die 
aber noch sichtbar ist; im fünften Band ist die Intensität 
noch mehr im Schwanz konzentriert, von der Kante nur eine 
Spur sichtbar, während vom sechten Bande nur der Schwanz 
erscheint. 

Eine zweite neue Bandengruppe erscheint im Ultraviolett, 
sehr schwach im Vergleich zur grttnen Gruppe. Ich habe 
acht Bänder messen können, unter welchen zwei ziemhch 
scharfe Kanten nach Bot hin haben. Sonst sind die Banden 
zu schwach, als daß man entscheiden könnte^ ob ihre Struktur 
ähnlich der der grflnen Ghruppe ist Die angenäherten Wellen- 
längen sind: 

8646 vnaeluurf, 3822 unscharf, ziemlich stark, 

3694 „ 3872 deatUche Kante naeh Rot, 

3125 „ 3922 „ n n u 

8768 „ 8961 schwach. 

Kupfer. 

Metallisches Cu im Ofen gab ein linien- und Banden- 
spektrum. 

1. Liniempektriim. 

Der Vergleich der Ofenlinien mit den von mir früher^) 
im Funken und Bogen studierten führt zu einigen interessanten 
Schlüssen. Die wenigen Linien die im Ofen auftreten, sind 

1) A. 8. King, Afltfopbys. Jovra. 20. p. 21-^0. 1904. 



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874 



A, S. King. 



nicht die anffallendsteu des Bogens; ich erhielt nur 51 OH, 
57Ü0, 5782, aber keine Spur von dem Paare 3274, 3247, 
welches in jedem Bogen- und Funkenspektrum am stärksten 
ist, oder von den i'.uaen der ersten Nebenserie 4U23. 40ü3, 
51 5H, 52 IS, die auch im Bogen immer stark sind, und von 
vielen anderen Linien. Das Verhalten von 3274, 3247 deutet 
darauf hin, dab im Ofen nur geringe chemische Wirkungen 
statthaben; Lanzrath, welcher vor kurzem das Spektrum 
des Cu in der Leuchtgas- Sauerstofffiamme photographierte, 
mit demselben Gitter und gleichen Platten, gibt an. daß diese 
Linien immer in der Flamrae auftreten, meist umgekehrt. Bei 
mir sind sie im Vergleichsspektrum in der üblichen Stärke 
vorhanden, aber der Ofen gibt nichts jenseits des Cvanbandes 
3590, obgleich seine Temperatur erheblich höher gewesen sein 
muß als tüc der Flamme. Daraus muß mau schließen, daß 
andere Bedingungen als hohe Temperatur diese Linien hervor- 
bringen, und daß sie im Dien fehlen oder sehr schwach sind. 
Da die Temperatur des Ofens nicht hoch genug ist. um in 
irgendeinem Spektrum Linien von so kleiner Wellenlänge zu 
erzeufreii. so können wir ihr Auftreten nicht erwarten, wenu 
sie nur auf Temperaturstralüung beruhen. 

Der Fall, daß die grünen Linien 5U)ö, 5700. 5782 stark 
sind, aber 5153, 5218 fehlen, kommt im Bogen nur vor, wenn 
der Strom sehr schwach ist, etwa 0,5 Amp., oder noch besser, 
wenn bei einem Strom von 1 Amp. die äußeren Schichten des 
Bogens auf den Spalt projiziert werden. In letzterem Falle 
war die Schwäche des Paares sehr auffallend; sobald die 
Stromstärke über 0,Ö wächst, nimmt die Intensität des Paares 
m, bei etwa 6 Amp. war die schwächere Linie 5153 etwa 
ebenso stark wie Ö103y und übertraf sie bei noch stärkeren 
Strömen. Wie in meiner früheren Abhandlung ausgeführt 
wurde, besteht der Bogen mit hoher Spannung und 0,3 Amp. 
aus emer Beihe von Entladungen, und ähnelt in manchen Be* 
Ziehungen dem Bogen mit sehr starkem Strom ; offenbar treten 
durch die Unterbrechungen ungewöhnliche Bedingungen ein. 
Im Funken sind 5153, 5218 immer stark, außer wenn Selbst- 
induktion eingeführt wird, oder wenn die Elektroden heitt sind; 

t) W. Lansratb, DiMortadon. Bonn 1904. 



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MmvtsionsKpekira von Metaüen im eUkirüehen Ofen. 375 

dann nähern sich die relativen Intensitäten der Linien mehr 

dem Bogen. 

So scheint das Verhalten der Cu-Linien im Ofen auf eine 
niedrigere Stufe, als sie der Bogen mit schwächstem Strom 
Bat, hinzudeuten, und das Fehlen des Paares 3274. 3247 
spricht für das Fehlen anderer als reiner Temperutur- 
bedingimgen. 

2. Baadenspektram. 

Der Ofen erwies sich sehr geeignet bei EinAUmiDg von 
metallischem Cu zur Erzeugung des Bandenspektrams. Die 
Dach Bot verlaufenden Bänder mit Kanten hei 4005 und 
4280 erscheinen deatlich und in feine Linien aufgelöst. Im 
prismatlscben Spektrum erhielt ich das Band 4280 staik um- 
gekehrt Diese Bftnder wurden in der Flamme von Hartley 
photographiert und neuerdings von Lanzrath gemessen. 
Außerdem erscheinen Binder bei 4649 und 4689, welche in 
der Flamme undeutlich waren. Endlich gibt der Ofen noch 
drei Bänder, welche offenbar au den yorigen gehören und die 
gleiche Struktur haben; sie sind stiirker als diese, in der 
Flamme aber wahrscheinlich durch den kontinuierlichen Grund 
yerdeckt Ich habe ihre Kanten, die wie bei den andern 
Banden nach Violett hin liegen, und ziemlich scharf sind, 
zu 4598, 4547, 4499 gemessen. 

« 

Eisen. 

Die Verunreinigung des Kohlerohrs gab eine große Zahl 
Ton £isenlinien, die durch Einführung von Eisen nicht wesent- 
lich Termehrt wurden. Dabei zeigte sich sehr gut der Unter- 
schied zwischen Ofen- und Bogenspektnim, viele relative Inten- 
sit&tsunterachiede waren sichtbar. Auf der besten Photographie, 
die ich erhielt, war das Spektrum des Bogens neben das des 
Ofens photographiert, und einige Linien im Blau, nAmlidi 
4482, 4461, 4427, 4876 hatten in beiden Spektren die gleiche 
Intensität Andere Bogenlinien, die ebenso stark oder stftrker 
als diese im Bogen auftreten, fehlten im Ofen ganz, wieder 
andere waren relatiT sehr geschwächt. Die folgende Tabelle 
enthält einige der sttrkeren Linien mit ihren Intensitäten, um 
eine Vorstellung von der Art der Unterschiede zwischen den 
beiden Spektren zu geben. 



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376 



A, 6. King, 



k 


Bogen 


\jfea 


1 
K 


B<^en 


Uten 


8878,75 


8 


2 


4271,95 


12 


2 


86,45 
95,83 


e 




4308,09 
25,97 


10 


2 


4 


1 


10 


2 


99,89 


4 


1 


76,11 


8 


8 


3920,42 


5 


1 


83,71 


15 


3 


23,10 


5 


1 


4404,95 


12 


2 


28,10 


6 


1 


15,81 


10 


Vt 


30,49 


6 


1 


27,50 


8 


3 


69,41 


8 


0 


61,88 


2 


2 


4005,42 


8 


0 


82,39 


2 


2 


45,99 


18 


l 


4528,80 


6 


0 


63,77 


11 


- 
1 


6269,78 


8 


2 


71.92 


10 


l 


6886,81 


6 


8 


4182,25 


8 


V. 


71,67 


6 


8 


44,05 


10 


1 ; 

t 


97,32 


3 


1 


4250.99 


9 


0 


6429,81 


8 


1 


60,68 


9 


0 









KagnMiiiBi. 

Hit metallischem Mg oder dem Garbonat encMeD im 
Ofen ein ziemlich schwaches LiiiieDspektrami bestehend ans 
den beiden Triplets, deren stärkste Linie bei 3888 nnd 6184 
liegt y nnd der Bogenlinie 4671; die relativen Intensitäten 
waren sehr Terschieden von denen im Bogen, die starken 
Bogenlinien 4862, 4708 erscheinen gar nicht Die Resultate 
zeigt folgende Tabelle: 



X 


Bogen 


Ofen 


X 


Bogen 


Ofen 


8829 


16 


18 


4708 


8 


0 




80 


15 


6167 


8 


.8 


3838 


40 


80 


6173 


12 


12 


4868 


6 


0 


6184 


20 


80 


4571 


8 


60 









Man siebt daraus, daß das violette Triplet im Ofen ge- 
schwächt ist im Vergleich znm grünen, w&hrend 4671, eine 
schwache Linie im Bogen, eine ganz abnonne Stftrke erh&lt. 
Meine Resultate erlauben keinen Vergleich mit denen Ton 
Nasini und Anderlini, außer daß ich die Linien nicht er- 
halte, welche sie als N-Linien betrachten, die auftreten 
sollen, nachdem der Sauerstoff durch Verbindung mit Mg 
▼erbrancht ist. 

ITegatlve lUaultate mit Qoeokailber und Ziuk. 

Diese Metalle wurden in großen Quantit&ten in den sehr 
heißen Ofen eingeführt, ohne Linien 8U geben. Es kann sein, 
daß ihre Spektra noch höhere Temperatur oder elektrische 



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Umiisiansspekira von Metaüen m eUktrischm Ofgn, 377 

Wirkung erfordern; aber ea ist auch möglich, daß diese 
Dämpfe bei der Erhitzung in Luft sich oxydieren, bevor sie 
noch genug erhitzt sind. 

Weitere Bemerkungen. 

BleL Die starke Bogenlinie 4058 erschien fast immer Yon 
der Verunreinigung der Kohle. Wurde metallisches Blei ver- 
dampft, so erschien die Linie stark, daneben noch 3640, 3684; 
die letzte, verglichen mit 4058, viel schwächer als im Bogen. 

Aluminium, Die Verunreinigung der Kohle gab immer 
8944, 3962y eingeführtes Metall verstärkte sie bedeutend. 

Natrium. Die i^-Linien erscheinen in allen Fällen sehr 
leicht, lange bevor der Olen heiß genug geworden ist, am 
andere Linien zu erzeugen. Metallisches Na konnte in den 
Ofen nicht eingeführt werden, um die Dampfdichte zu steigern, 
da es anf die Substanx einzuwirken schien, welche die Kohle 
zusammenhält; diese zerfiel sofort 

Mangan. Die Linien des Tioletten Triplets 4081, 4038, 
4035 sind wegen ihres leichten Erscheinens und der Umkehr- 
barkeit herrorzuheben. Die Verunreinigungen lassen es immer 
stark erscheinen, und sobald ein kontinuierlicher Hintergrund 
vorhanden ist, genfigt die geringe Menge Dampf, die Linien 
umzukehren. In dieser Beziehung ähnelt das Triplet den 
i>-Linien und g von Ca. 

Idolen von Vwpmumfnlgnngen« 

Als ein Beispiel dafür, wie geeignet der Ofen ist, Spuren 
von anwesenden Elementen zum Vorschein zu bringen, seien 
die Elemente angeführt, die auf einer Photographie erschienen, 
nachdem Cäsiumsulfat eingeführt war. Die Empfindlichkeit 
der Platte reichte nur bis etwa 4600: 

Sr 4607,5 

Cr 4289,9, 4275,0, 4254,5 

Ca 4S26,9 

Bb 42I..J, 4208,0 

Ga 4172,2 

Pb 4058,0 

K 4047,4, 4044,3 

Mn 4034.H, 4033,2, 4030,9 

AI 3961,7, 8944,2 

Fe Ete wurden 28 Linien idenHBsiert 



378 



A. S. King, 



Rechnet man dazu die i)-Linien, die Cs-Linien und die 
Cyanbande 3883, so gibt es zusammen 13 Elemente, welche 
im Spektrum des „chemisch reinen" Salzes im Ofen auftrateu. 

Bogonapektriim von ionistortem Dampt 

Bei meinen Versuchen zeigte sich, daß der Dampf, wel- 
cher vom Bogen kommt, auch weit entfernt von der Strom- 
bahn, das Bogenspektrum erzeugt. Verschiedene Male er- 
schien das Bogeuspektrum sofort, als ein Loch in den Boden 
des Kohlerohrs gebrannt war und Dampf einströmte, obgleich 
der Bogen ganz unterhalb des Rohres brannte. Auch wenn 
das Rohr so gestellt war, daß der Bogen nahe unter dem 
Ende brannte, statt unter der Mitte, zeigt der vor dem Ende 
aufsteigende Dampf das Bogenspektrum der Kohle und der 
Verunreinigungen; die gewöhnliche Stellung des Bogens unter 
der Mitte der Kohle ließ aber keinen Bogendampf an Stellen ge- 
langen, welche durch die Linse auf den Spalt projiziert wurde. 

Wirkung von WaBserdampf. 

Da es bekannt ist, daß Wasser im Bogen die Wasser- 
stofflinien erzeugt, wollte ich versuchen, ob sie vielleicht auch 
im Ofen entstehen können. Ich verschloß dazu das eine Ende 
des Kohlerohres durch eine Asbestverlängerung mit Fenster, 
ließ am andern Ende des Rohres einen Dampfstrom eintreten, 
welcher durch ein kleines Loch in der Seitenwand des Bohra 
nahe der Mitte einen Ausweg fand. Das Rohr war so nahezu 
luftdicht abgeschlossen. Die Wasserstofflinien traten nicht ani^ 
aber andere Linien, welche oHenbar zu Verunreinigungen der 
Kohle gehörten, wurden sehr hell. So verhielten sich z. B. 
Linien bei 550 und 020, vielleicht Ca-Linien, die im Bogen 
nur schwach sind; da aber die Beobachtungen nur mit dem 
Ange und kleiner Dispersion gemacht sind, war die Identifi- 
zierung unsicher. Der Bampfetrom ließ die rote Linie sehr 
hell werden und sich umkehren, und bei noch längeren Wellen 
erschien, wenn der Dampfstrom reiddieh war, ein unscharfes 
handenartiges Gebilde, welches zur Messung viel zu unscharf 
war. Diese Verstärkung einzelner Linien durch Wasserdampf 
mag bei genauerem Studium zu interessanten Schlftssen filbren, 
vorläufig ist die Wirkung unerklärt 



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EmiMionttpektra von MetalUn im elektrischen Ofen» 379 



Besprechung der Resultate. 

Das wichtigste der besprochenen Resultate ist, daß sie 
durch eine Methode erhalten wurden, welche hohe Temperatur 
erzeugt, aber alle elektrischen Wirkungen ausschließt, die im 
Bogen und Funken immer vorhanden sind. Unter elektrischer 
Wirkung ist dabei diejenige zu verstehen, welche von der 
Leitung der Elektrizität durch den Dampf herrührt, während 
bei mir der Bogen nur als Wärme(iuelle gebraucht wird. Die 
hohe Temperatur im Rohre muß eine gewisse Ionisierung 
hervorbringen, und in diesem Sinne ist auch bei mir elek- 
trische Wirkung vorhanden; aber das würde auch gelten, 
wenn das Kohr durch Gasfiamxn6ii oder eiuen Koiüeofea ebeuso 
hoch erhitzt werden könnte. 

Chemische Wirkung ist zweifellos vorhanden, wenn der 
Ofen in Luft benutzt wird, und vollkommener Ausschluß jeder 
denkbaren chemischen WirkuDg scheint überhaupt unmöglich, da 
der Dampf immer in einem geschlossenen Raum erhitzt werden 
muß; selbst wenn dieser evakuiert wäre, könnten noch Wirkungen 
zwischen dem Dampf und den Wänden auftreten, sich Verbin- 
dungen bilden, die bei gewöhnlicher Temperatur unbekannt sind. 

Ich gebe also die Möglichkeit solcher anderer Wirkungen 
bei der Hervorbringung der beoliachteten Spektra zu, glaube 
aber doch, daß die Temperatur die Hauptursache war, aus 
drei Gründen: 

Erstens seigte sich in allen nntersnchten Fällen, daß die 
£iniÜhmng wnes dünnen Kohlestäbchens und damit die Er* 
zeugnng eines kontinuierlichen Grundes alle Kmissionslinien 
beseitigte oder umkehrte. Damit ist bewiesen, daß die Strah- 
lung eines schwarzen Körpers von gleicher Temperatur immer 
st&rker war als die des leuchtenden Dampfes, was ebensogat 
erflUlt, wie nicht erfttllt sein könnte, wenn die Strahlung von 
irgend einer anderen ürsache herrührte, als von hoher Tem- 
peratur. Selbst die i>-Linien folgten dieser Regel, obwohl sie 
bei so niedriger Temperatur auftraten, daß sie Ghemilumineszenz 
nahe legen. Wenn das Rohr glühende feste Teile enth&lt, 
erscheinen die Linien umgekehrt gegen ihren kontinuierlichen 
Grund, in den freien Teilen des Rohres aber hell. 

Zweitens besitzt das vom Ofen erzeugte Spektrum eine 
Grenze nach kurzen Wellenlftngen hin, welche es niemals über- 



880 



schreitet, selbst wenn Linien, die im Bogen und Funken ge- 
wöhnlich stark sind, dicht jenseits der (-rrenze liegen. Die 
TenipeiMtui', welche ich erzeugen konnte, gab auf den Photo- 
grajdnen keine Linie jenseits 3500, obwohl die Platten bis 
22UO empfindlich waren. Das beste Beispiel dafür liefert Cu; wie 
schon angeführt, erscheint von den sonst sehr starken Linien 
3274, 3247 keine Spur, während im Bogen viel schwächere 
Linien wie im Ofen erscheinen. Wenn andere Bedingungen als 
hohe Temperatur nötig sind, um diese Linien zu erzeugen, so 
fehlen dieselben im Ofen, und es können keine Linien jenseits 
der durch die Temperatur gegebenen (yreuze erscheinen. 

Einen dritten Beweis kann man in der Verschiebung der 
maximalen Intensität mit steigender Temperatur in der Cäsium- 
serie finden. Wenn man nicht annehmen will, daß auch 
wachsende chemische Wirkung das Maximum der Strahlung 
verschiebt — wofür, soviel ich weiß, kein Versuch vorliegt — , 
bleibt nur übrig, die Temperatur als (rrund für die Ver- 
schiebung und daher auch für die Strahlung anzunehmen. 

Die vorstehenden Beobachtungen sind mit äußerst ein- 
fachen Mitteln gewonnen worden, da der Hauptzweck war, 
die Anwendbarkeit der Methode zu untersuchen. Viele weitere 
Versuche sind möglich, indem man nicht nur die Leistungs- 
fiiliigkeit des Ofens erhöht, sondern auch mögliche chemische 
Wirkungen mehr ausschließt. Ich beabsichtige namentlich 
einen ganz geschlosseueu Ofen zu bauen, der entweder aus- 
gepumpt oder mit reinen Gasen gefüllt werden kann. 

ReBultate. 

Die Hauptresnltate der Untersuchung lassen sich so 
TOSammen fassen : 

1. Der Ofen liefert Emissiomsspektra mit zahlreichen 
Linien, deren relative Intensitäten von denen des Bogens stark 

abweichen. 

2. Die Methode ist besonders geeignet snr Eneogong 

▼on Bandenspektren. 

3. Die Änderungen in der Litensität der Serienlinien des 
Cäsiums zeigen, daß ein glühender Dampf die Strahlungs- 
gesetze der festen Körper befolgt. 

4. £in Vergleich der Serienlinien in Bogen- und Funken- 



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ßmüiiant^fektra von MtiaUtn im eUktriMeken Of«n, 381 

Spektren verschiedener Elemente deutet darauf hin, daß ver- 
änderte elektrische Bedingungen in derselben Weise wirken 
können, wie veränderte Temperatur. 

5. Das Calciumspektrum des Ofens zeigt: 

a) große Empfindlichkeit für kleine Änderungen der Tem- 
peratur, 

b; ein besonderes Verhalten der Linien H und K, die nur 
bei maximaler Temperatur erscheinen, und dann sehr schwach. 

c) Die /7-liinie zeigt eine unsymmetrisclie Verbreiterung 
der Umkehrung, so daß sie sich scheinbar verschiebt. 

d) Der Dampf des Ofens zeigte viel größeres Absorptions- 
Termögen f&r als für die übrigen Linien; dasselbe Yariiert 
mit der Temperatur. 

6. Die homologen Paare in den Spektren von Ce,, Sr« 
Ba mit gleichem magnetischen Typus sind im Ofenspektimm 
relativ viel schwächer als im Bogonqrektrum. 

7. Das Ofenspektnim gibt nene Bandengruppen in den 
Spektren Ton Ca, Sr, Ba und Cu. In der grünen Banden- 
gmppe von Ba scheint eine Verschiebung der Stelle maximaler 
Intensität von Band zu Band vorhanden zu sein. 

8. Die relativen Intensitäten der Cu-Iiinien des Ofens 
Dfttiem sich denen eines sehr schwachen Bogens. Das Fehlen des 
ultravioletten Paares spricht fUr Temperatur als Stralilungsquelle. 

9. In vielen Fällen genügt eine Spur einer Snbstanz, um 
diarakteristische Linien zu erzeugen. 

10. Es wurde gezeigti daß ionisierter Dampf, der Yom 
Bogen herkommt, aber von ihm abgegrenzt ist, das Bogen« 
Spektrum liefert, auch wenn er ganz außerhalb der Strom- 
bahn liegt 

11. Wasserdampf im Ofen erhöht die Intensit&t einiger 
HetaUlinien. 

Ich möchte zum Schluß Prof. Kays er meinen Dank aus* 
sprechen für das Interesse, welches er an meiner Arbeit ge- 
nommen hat, und für die BatschlAge, die zu geben er jeder^ 
zeit bereit war, 

Bonn, PhysikaL Institut^ Oktober 1904. 

(EiDgegangen 21. Dezember 1904.) 



382 



9. Vber den Zusammenhang »wischen 
Oberflüchenspanwung und ^PmUnUaldifferen»; 
wm ۥ Christiansen. 

§ 1. In seiner grundlegenden Arbeit „Relation entre les 
pbÖDom&nes ^lectriques et capiUaire" ^) hat Lippmann l)e- 
wiesen, daß die Oberflächenspannung an der Grenze zwischen 
Quecksilber und verdünnter Schwefelsäure eine Funktion ist 
von der Potentialdifferenz an derselben (Frenze. Er bemerkt, daß 
dasselbe Gesetz auch für Salzsäure und Phosphorsäure gültig 
ist. Ist C die ObeHläcbenspannnng, V die Potentialdifferenz, 
haben wir somit 

indem die Funktion Ton der Natur der Elektrolyten abhängig ist. 

In einer folgenden Abhandlung y^ReUtions entre lea pro- 
pri6t6s ^lectriques et capillaire d*une surface de Mercure en 
contact aTec differentes liquides" wird dieselbe Sache weiter 
verfolgt und ein sehr allgemeines Gesetz ausgesprochen. Kr 
äußert sich dabei in folgender Weise: „Pour chaque valeur 
de la diff6rence älectrique k la surface mercurielle, ü y a une 
valeur de la constante capillaire et une seule, valeur 
dependante de la eompotitiinu dämique du liquide. En d'autres 
termes, m deux eombinaitoiu dijfirenUs pretenUtU la mhne 
differenee eledrifjue, elles presentent austi la mime eonttante 
eapiUaire", 

Lippmann zeigt nun, wie man die Oberflächenspannung 
von C vergrößert oder vermindert. Setzt man zur verdünnten 
Schwefelsäure Chlor-, Brom- oder Jodsäure oder ein diesen ent» 

sprechendes Alkalisalz, so wird 6 größer. Ebenso wenn man 
zum Quecksilber etwas Zink oder Kaliummetall setzt Setzt 

man da^^rgen etwas Chromsäure oder cbromsaures Salz zur 
Schwefelsäure, so wird 6 kleiner. Durch mehrere genial aus- 
gedachte Vorbuche wird nuu uachgewiesen, daß jede Änderung 

1) Cr. Lipp mann, Ann. de phjs. et ehim. (5) ä* p. 504. 1875. 

2) G. Lipmann, 1. c 12. p. 265. 1877. 



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Oberfiäehentpasmwng vnd FoUnäaldifferenz, 383 

der OberriächenspiiLinung von einer entsprechenden Änderung 
der Potentialdifferenz begleitet ist. 

Man muß gestehen, daß das Lippmannsche Gesetz sich 
sein gut bewährt, solange keine oder nur schwach polarisierende 
Kräfte an der Grenzfläche zwischen Elektrolyt und Queck- 
silber bez. Amalgam wirksam sind. Polarisieren wir dagegen 
diese Grenzfläche, treten andere Verhältnisse ein. Hier kommen 
zuerst die aii'^cr^dehnten und sehr sorgfältigen Arbeiten von 
Paschen in Betracht. Nach Lippmann wäre zu erwarten, 
daß die Curve C = f{V) für alle Kombinationen von zusammen- 
stoßenden Flüssigkeiten dieselbe sei (für dieselbe Temperatur). 
Alle müßten sie dann auch denselben Maximalwert von C er- 
geben. Daß dies nicht der Fall ist, hat Paschen gezeigt') 
Mit derselben Frage beschäftigte sich jüngst sehr ausführlich 
Goay^) in einer Abhaadliing |,Sar la foaction capillaire''. Auch 
er zeigt, daß es keine gemeinsame Lippmannsche Knrre gibt. 
Darauf hat er aber schon viel früher aaßmerksam gemacht.^ 
Doch wurden damalB seine Einwendungen durch Berget^) 
zurückgewiesen. Berget ist der Meinung, daß die Angaben 
des Kapillarelektrometers in vielen Fällen unsicher sind. Viel 
kann darauf ankommen, ob man die Hfthen bei zunehmen- 
den oder abnehmenden Potentialdiflferenzen mißt. Um diese 
Schwierigkeit zn überwinden, hat Berget die Methode der 
großen Tropfen zur Vergleichung der Oberflächenspannung ver- 
wendet und tindet dabei das Lippmannsche Gesetz bewiesen. 
Wir heben hervor^ daß diese Mitteilung von Lippmann selbst 
der Akademie vorgelegt wnrde* Die Diskussion wird fort- 
gesetzt in kurzen Mitteilungen von Gouy^ und Berget^ fahrt 
aber zn keiner Verständigung. 

Die folgenden Betrachtungen können vielleicht etwas zum 
Verständnis der vorliegenden Schwierigkeit beitragen. Das 
1 cm weite Glasrobr Ä der I*ig. 1 ist zum engen Rohre B 
ausgezogen, dessen Durchmesser etwa 0,5 mm beträgt Ä und B 



1) F. Paschen, Wied. Ann. 89« p. 48; 40. p. 86. 1890. 

2) M. Gouj, Ann. de phys. et chim. (7) 29. p. 145. 1908. 

3) M. Gouy. Compt. rem!. 114. p. 211. 1892. 

4) A. Borget, Compt. rend. 114. p. 581. 1892. 

5) M. Gouj, 1. c p. 6ö7. 

6) A. Berget, Compt. rend. 114. p. 749. 1899. 



384 



C. ChristuinseH. 



enthalten Quecksilber, und stehen in dem mit Quecksilber 

und verdünnter Schwefelsäure Ketüllten Glase C C. Durch eine 
äußere elektromotorische Jvraft ^elRii wir dem Quecksilher 
m 6 6 eine höhere Spauruing als dem Quecksilber m / Ii, 
doch ohne das Maximum der OberÜächenspan innig zu reichen. 
Ek sei Fig. 2 ein vergrößertes Biid des Kdlires Ji. Bei x 
wird die Oberflächenspannung größer beiu als bei deshalb 
bewegt sich sowohl Quecksilber als Schwefelsäure immer von y 
nach X hin; die Oberflächen v v und zz kommen einander 
immer näher und der Anlegswmiiel wird leicht größer als 




Fig. 1. Fig. 2. Fig. 3. 



werden; in welchem Falle die Druckhöhen zu kleine Werte 
für die Oberilächenspannung geben. 

Ganz anders geht es, wenn das Maximum der Ober- 
Häclienspannung überschritten winl. Dann kann die 01)er- 
Üäche des Quecksilbers die in der i'iu'. 3 gezeichnete Form 
annehmen. Die Obertlächenspannung hat dann ihr Maximum 
bei rr und Bewegungen linden statt von und von .r nach rr. 
Befinden sich bei ss kleine Staubteile, sieht man, daß sie eine 
wirbelnde Bewegung annehmen in der durch die Pfeile an- 
gedeuteten Richtung. Es verhält sich hier das Quecksilber, als 
ob der Durchmesser des Rohres verkleinert wäre; die Steig- 
höhe ist zu groß geworden. 

Ob die oft sehr großen Abweichungen von demLippmann- 
schen Gesetz in dieser Weise sich erkl&ren lassen, darf ich 
nicht entscheiden; so viel darf man wohl sagen, daB eine Ent- 
scheidung dieser Frage sich nicht durch Messongen mit dem 
Kapillarelektrometer erbringen l&ßt 

Von den späteren Arbeiten erwähnen wir hier noch die 



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Oberfiächenspannung und FotentUMiifferenz. 



885 



Untereuchungen von G. Meyer ^) und S. W. J. Smith, 
Während die Resultate von den Versuchen der erstgenannten 
dem Lippmann sehen Gesetz wenig günstig sind, findet Smith 
in einem Falle gute Übereinstimmunj^ dnmit. Er geht von 
der Annahme aus, daß keine Potentialdifferenz entstehen kann 
hei Berührung äquivalenter Lösungen von Chlor- und Jod- 
kalium : die Wanderungsgeschwindigkeiten von Chlor- und Jod- 
ionen sind nämlich sehr wenig verschieden. Füllt man nun 
einmal das Lipp mann sehe Elektrometer mit CIK, ein anderes 
Mal mit JK und ladet mit der äußeren elektromotorischen 
Kraft und F^, die dieselbe Drackhöhe hervorbringeD, muß 
man nach Lipp mann haben 

Aus dieser Gleichiuig findet man für die elekfaromotoriscbe 
Kraft dee gBlTanischen Eleiiientes 

Hgl JK CIK Hg= }\ - V^. 

Bestimmt man demnächst die elektromotorische Kraft e dieses 
Elementes, findet er, daß — — e wird, wenn die Beob- 
achtungen mit dem Elektrometer auf dem absteigenden Aste 
der Lippmannschen Karre gemacht sind. 

§ 2. Um übereinstimmende Werte zu erhalten, muß die 
Flflssigkeit im Kapillarelektrometer etwas gelöstes Quecksilber- 
salz enthalten; ich habe micli dadurch veranlaßt gefunden, 
den Einfluß der Menge des sngesetzten Salzes genau zu nnter- 
sodien. Am besten wählt man dazu Merkuronitrat in Salpeter- 
säure. Die folgenden Lösungen enthielten pro Liter 1 Äquivalent 
Salpetersäure' und außerdem yerschiedene Mengen Merkuro- 
nitrat, die im folgenden mit p bezeichnet sind. Ich werde 
snerst die im KapiUarelektrometer gemessenen Maximalhöben 
angeben. Die Temperatur liegt zwischen 18 und 19^ C. 

Mg^StU pro Liter j» » 50 10 1 0,1 0,01 0 g 
Maximale DraekhÖhe 685,9 586,8 586,6 586,6 586,4 586,5 mm 

Man sieht, daß das Quecksilbersalz fast ohne Wirkung 
auf die maximale Druckhüho ist. 

Dagegen hat das (^uecksilbersalz eine sehr starke Ein- 



1) G. Mejer, Wied. Aon. &3. p. 843. 1894. 
8) S. W. J. Smith, Zeitaehr. f. pbjs. Chem. 88. p. 488. 1900. 
lavaton te Ph|i<k. IV. F^lf*. la S5 



886 



C, Christtatisen. 



Wirkung auf die Lage der Lippmaniiflchen Eurfe. In der 
folgenden Tabelle ist F die äußere elektromotorische Kraft 
in Volt 



Druckböbeo iu Millimeteru. 



r 


«1 » IUI 


n s lA 
P ™ IV 

. . . 






«) — A AI 




VoU 


mm 


mm 


mm 


mm 


mm 


mm 


0 


885,6 


86t,7 


866,5 


877,5 


888,1 


881,7 


o,a 


418,8 


425,7 


433,2 


439,9 


448,0 


448,8 


0,4 


468,3 


473,4 


478.6 


483,2 


485,2 


484,9 


0,6 


502,8 


506,4 


510,0 


512,9 


514,5 


513,7 


0»8 


525,8 


527,5 


529,7 


535,8 


531,8 


531,8 


1,0 


535,7 


536,4 


536,5 


536,2 


586,0 


535,9 


1,2 


531,8 


530,1 


528,0 


525,8 


524,W 




h* 


512,8 


510,2 


506,7 


508,4 


501,8 


501,4 


1,6 


484,1 


480,9 











Die Zahlen sind Hittelwerte aus zwei Beobachtungsreiben, 
die für ps^SOj p^lO, p^l sehr genau Ubereinstimmen; flGür 
kleinere p weichen sie, besonders wenn F kleiner als 0,8 Yolt 
ist bedeutend voneinander ab. 

Bei einer anderen Beobachtungsreihe wurden die den 
Höhen h entsprechenden äußeren elektromotorischen Kräfte 
gemessen. 



PotentialdifFerenzcn in Vult für d V 



h 


p«50 
a 

■ - m. 


p-10 
b 


p-1 

e 


■ • 


5-c 




mm 










1 
1 






167,6 + 200,0 


0,0581 


0,0311 


0,0026 




0,0220 


0,0285 




1()T,>5 + -250,0 


0,1961 


0,1728 


0,1451 


0,12U7 


0,0233 


0,0277 


0,0244 


lii7,6 + 3ÜO,0 


0,3971 


0,8727 


0,3449 


0,8200 


0,0244 


0,0278 


0,0249 


167,6 + 325,0 


0,5320 


0,5081 


0,4794 


0,4552 


0,0239 


0,0287 


0,0242 


167,6 + 350,0 


0,7200 


0,6936 


0,6661 


0,6400 


0,0264 


0,0275 


0,0261 


167,6-1-850,0 


1,3562 


1,8364 


1,8104 


1,8852 


0^198 


0,0860 


0,0858 


167,6 4- 885,0 


; 1,5447 


1,5860 


1,4981 


1,4788 , 0,0187 


0^67 


0^0848 



Die fiinf ersten unter h Terseichneten Höhen liegen auf 
dem auftteigenden, die swei letzten auf dem absteigenden 
Aste der Lippmannschen Kurve. 



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Oberfiäehe/upannunff und Foientialdiffereng, 887 



Wir nehmen die Putentialdiffereiizen /' zur Abszisse, die 
Höhe A zur Ordinate und zeichnen die Kurven für p=aü,l, 
^ = 1, ^=10, /3 = 50. Die in der Tabelle unter c — d ver- 
zeichneten Differenzen sind nulie gleich groß, ihr Mittelwert 
0,ü248 Volt Wird die Kurve /> - Ü,l 0,0248 Volt nach rechts 
verschoben, fällt sie sehr genau mit der Kurve /? = 1 zusammen. 
Ebenso bringt eine Verschiebung von 0,0276 Volt die Kurve 
p=l zur Wirkung mit der Kurve p=\0. Für die Kurven 
jp = 10 und p = 50 muß man einen Unterschied machen zwischen 
dem aufsteigenden und dem absteigenden Aste. Für den ersten 
ist die Verschiebung 0,0240, für den letzten 0,0197 Volt. 

Bezeichnen wir mit Ä'^ eine Yi-normale Losung von Salpeter- 
säure mit p Qramm Quecksilber im Liter, haben wir nach 
Lippmann 

Für Werte von p, die zwischen 1 und 10 liegen, dürfen wir 
nach dem Vorhergehenden setzen 

''p- ^1 +0,0276 logp, 

und 

Hg\ß,^B$i\B^+ 0,0276 log;i . 

Es ist dies ein Ansdmck von derselben Form als der 
▼on Nernst^) gegebene^ Aach der ZahlenfSü^tor 0,0276 stimmt 
mit der Theorie einigermaßen überein. Nach Kernst wird 
die Potentialdifferenz zwisohen Quecksilber und Herkaronitrat 
durch 

/ = — log// 

gegeben. Nehmen wir mit Ogg^ an, daß km 2 sei, dann 
wird 0,029 Volt 

§ 3. Wir haben gesehen, daß Lippmann ursprünglich 
der Meinung gewesen bt» daß sein Gesetz auch für Amalgam 
gültig sei. Qaantitati?e Belege daflir hat er nicht gegeben; 
solche verdanken wir dagegen Gouy.*) Hittek des Quadrant- 
•elektrometers und des Kapillarelektrometers bestimmt er in 
gewöhnlicher Weise die Fanktion 

c^m. 

1) W. N ernst, Beilage su Wied. Ann. 1896. 

<) A. Ogg, Zeitachr. f. phys. Chem. 27. p. 285. IWS. 

8) M. Q0117, Oompt rend. 114^ p. SS. 1890. 

26» 



888 



C. Christiansen. 



Dann wird das Qaecksilber des KLektrometerrohres durch 
Amalgam ersetzt, sonst bleibt alles wie Torber. Hißt er 
nvn die Potentialdifferenz F und die Oberflächenspannnng C, so 
findet er, daB gleiche Werte von F auch gleiche Ton C ergeben, 
gleichgültig ob man mit Quecksilber oder mit Amalgam ar- 
beitet. Er hat in dieser Weise Amalgame von Zink, Kadmium, 
Blei, Zinn, Wismut, Silber und Gold untersucht, doch ist das 
Gesetz nach ihm nur für sehr schwache Amalgame gültig. 
Als Elektrolyt wurde verdünnte Schwefelsäure verwendet 

Gegen die Beweiskraft der Versuche Gouys wurde sogleich 
von Pellat^) ])rütestiert. DaB üouys Versuche mit Gold- 
und Silbcramalgam nichts beweisen, muß wohl zugegeben werden; 
dagegen kann ich nicht einsehen, daß die übrigen Versuche 
nicht entscheidend seien. 

öouy') widerlegt die Bemerkungen von Pellat, und fügt 
noch hinzu, daß er seine Versuche mit Anwendung von Lösungen 
von Kali, schwefelsaurem Natron, salpetersaurem Ammoniak 
wiederholt hat und immer mit demselben Erfolge. 

Pellat^) hält dagegen seine Einwendungen aufrecht. 

Von späteren Untersuchungen über Amalgame sind be- 
sonders die von Rothmund*) ausgeführten in diesem Zu- 
sammenhange von Bedeutung. Kr füllt das Knpillurelektro- 
meter mit einem Elektrolyten /> und einem Amalgam //,. Nun 
bestimmt er die elektromotorische Kraft I], die nötig ist, um 
die maximale Oberflächenspannung hervorzubringen. Mit Bei- 
behaltung des Elektrolyten, aber mit einoni anderen Amalgam 
findet er für die maximale Oberlläclieiisi)annuug beim Poten- 
tial 7\. Gehen wir von dem Lippmannschen Gesetze aus, 
danu haben wir 

Indem er nun zugleich die elektromotorische Kraft« des Ele- 
mentes 

bestimmte, fand er wirklich in den meisten Fällen e « f '^ — / 

1) H. Pellat, Compt. reud. Ik^. p. 164. Ib90. 

2) 1. c. p. 84S. 
B) I. e. p. 4S4. 

4) V. RothmuBd, Zdtiehr. £ pbyi. Che». 15. p. 1. 1894. 



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Oberfiächmupamumff und PotmtiaUliffereHz, 389 

Von den späteren Arbeiten über das Verhalten der AmaU 
game im Kapillarelektrometer sind besonders die von G. Meyer 
und W. Palmaer^) zu nennen. Der Letstgenannte gibt eine 
Übersicht tkber die mit Amalgam von den verschiedenen 
Forschem gewonnenen Resultate. 

§ 4. Ich werde nnn mr Beschreibang meiner Versuche 
ttber das Lipp mann sehe Gteetz übergehen« Zuerst sei nur 
▼on reinem Quecksilber die Bede; der Elektrolyt sei Terd&nnte 
Schwefels&ure. Die beiden Quecksilbermassen des Elektro- 
meters seien metallisch Terbunden; der Meniskus zeigt sich 
in dem mit Okularmikrometer versehenen Mikroskope deslnstru« 
mentes bei der Einteilung C\ Werden nun wachsende elektro- 
motorische Kräfte V, F% F% die mittels des Quadrantelektro- 
meters gemessen werden, zwischen die Quecksilbermassen ein- 
geschoben, verschiebt sich das Bild des Meniskus nach oben 
und wir observieren die Einstellungen des Meniskus am Mikro- 
meter; sie seien mit C, C\ O" bezeichnet» Wir haben somit 

Elektromotorische Kräfte 0, K, V, . . . , 
£iiut«llttDg dw Meniskus 0\ 0, 0', 0'' . . . . 

Nun tiberlassen wir das Kapillarelektrometer sich selbst, 
doch so, daß die beiden Quecksilbermassen in Verbindung 
mit dem Quadrantelektrometer sind. Wir sehen dann, daß 
ihre Potentialdifferenz langsam abnimmt, und zu derselben Zeit 
sinkt der Meniskus wieder. Wir messen nun die den Potential- 
differenzen F'\ V\ 0 entsprechenden Einstellungen c", c', c, 0^ 
am Okularmikrometer und finden dadurch c"^ C", c'^C etc. 

Bei den wirklichen Versuchen zeigte es sich bequemer, 
die Versuche in der entgegengesetzten Ordnung auszuführen. 
Zuerst wurde zu einer ziemlich hohen Spannung, z. B. 1 Volt, 
polarisiert. Dann wurde der Apparat sich selbst überlassen und 
sowohl die Potentialdifferenz F als auch die Einstellung C des 
Meniskus observiert. Demnächst bestimmte ich durch Ostwalds 
Meßbiücke die den Potentialen F entsprechenden Einstellungen C 
des Meniskus, und es zeigte sich dann, daß durchweg c gleich C 
sei. Die folgenden Beispiele lassen wohl keinen Zweifel darQber» 



1) W. Palmaer, ZciUcbr. f. pbys. Cbem. 36. p. 665. 1901. 



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390 



Quecksilber uod Schwefelsäure (spez. Oew. 1,19). 



V 


c 


0 


V 


c 


0 


Volt 






Volt 












Ii A9 


A.A n 




0,3 


88,4 


59,4 


0,5 


68,0 


61,8 


0,4 


80,0 


78,0 


0,5 


68,5 


68,0 


0,4 

A IL 
0,(} 

n QU 

U,OD 


80,0 
93,0 
95,2 


59,5 
92,5 
95,2 


0,6 
0,6 
0,7 


88,5 
81,8 
84,5 


81,9 
81,4 
84,8 




Salnäure (ipe& Gew. 1,05). 






V 


0 


0 


V 


e 


U 


Volt 






Volt 






0,1 


68,5 




0,4 


40,5 






79,4 




0,5 


48,0 


#0,0 


0,8 


99,0 


98,8 








KaUlSim«, KOH, 


V.n. 


QyankAliaiii, KCN, 


Vi». 


V 


e 


0 


V 


0 


0 


Volt 






Volt 






0,8 


84,5 


82,8 


0,1 


90,6 


90,4 


0,4 


85,0 


85,0 


0,2 


79,0 


78,8 


0,5 


81,0 


80,4 


0,3 


64.0 


68,4 


0,6 


73,5 


72,8 


0,4 


45,0 


45,0 


0,7 


61,5 


61,9 


0,6 
0,7 


94,0 
68,7 


93,2 
68,0 



KaUnmkarbonat^ VtKaCO«, Vi»* 



r 


e 


0 


Volt 






0,1 


77,0 


76,0 


0,2 


80,0 


80,0 


0,8 


76,5 


76,8 


0,4 


70,0 


70,2 



Fflr den absteigenden Ast der Lipp mann sehen Karre 
Iftflt das Oesetz sich nicht in dieser Weise prOfen, indem der 
Meniskns sogleich die maximale Obefflftchenspannnng aonimmt, 
wenn die polarisierende Kraft yerschwindet 

Diese Yersuche lehren, daß die Oberfl&chenspannung allein 
dnreh die Potentialdifferenz bestimmt ist, gleichgültig ob diese 
durch eine äußere elektromotorische Kraft oder durch die 
£inwirkong der im Elektrolyten und im Quecksilber gelösten 



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Oberfiäckmupamiimjf und PoUntialdifferem, 391 



Dekompositionsprodukte der vorhergehenden Elektrolyse hervor- 
gebracht wird. 

§ 5. In den in § 4 beschriebenen Versuchen sinkt die 
elektromotorische Krait ziemlich geschwind zu 0 Volt herab. 
Anders verhält es sich, wenn der Elektrolyt ein Salz eines 
der Metalle ist, die das Wasser nicht zersetzen, z. B. Kupfer, 
Blei, Zink. Mit kathodischer Polarisation bildet eich dann 
ein Amalgam des betretenden Metalles, das Potential sinkt 
bald zu einem Werte herab, der der elektromotorischen Kraft 
der Elemente 

Amalgam j MetalllSeung | Quecksilber 

gleich ist Von da ab ist das Sinken des Potentiales durch 
die Menge des gelüsten If etalles bestimmt Bei diesen Ver- 
sQchen seigte es sich, daß der Meniskus sehr wenig beweglich 
war, wenn die Lösungen neutral waren; dagegen ward er frei 
bewei^ich, wenn die Losungen sauer gemacht wurden. 

Die Versuche wurden in der folgenden Weise ausgefUirt 
Zuent trieb die elektromotorische Kraft K das Metall in 
t Ifinuten ins Quecksilber des Elektrometerrobres hinein. Dann 
wartete ich, bis der Meniskus einigermassen ruhig geworden 
war, und beobachtete nun mittels des Quadrantelektrometers 
die Potentialdifferenx V und die Einstellung e des Meniskus 
am Okularmikrometer des Mikroskopes. Endlich wurde mittels 
Meßbrücke mit Quadrantelektrometer die derPotentialdifferenjrf 
entsprechende Einstellung C bestimmt 



KvpfeitaUht vad SchwefelaSoi«. 



K 


i 


V 


0 


0 


Volt 


Mio. 


Volt 






0,1 


8 


0,092 


45,0 


45,2 


0,2 


1 


0,160 


70,0 


70,0 


0,4 


1 


0,260 


9U,0 


90,0 


0,6 


8 


0,260 


90,0 


90,0 


0,8 


8 


0,260 


90,0 


90,0 




Bleinitiat and SalpetenSni«. 




K 


t 


V 


0 


0 


Volt 


Mm. 


Volt 






0,8 


1 


0,090 


56,0 


57,6 


0,6 


8 


0,220 


G2,5 


62,2 


1,0 


8 


0,840 


96,0 


95,4 



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892 



6'. (JhrUtUuuen. 



Zinkaal&t nDd Sehwefaliiim. 



K 


i 


V 




0 


Volt 


Min. 


Volt 






0,6 


1 


0,260 


08,0 


92,8 


0,8 


8 


0,240 


94,8 


94,8 


i»o 


2 


0,380 


62,5 


62,5 




S 


0,640 


88,5 


83,0 



Die hier gegebenen Werte von Ä' und /' sind etwa Proz. 
zu klein. Die unter c und C gegebenen Werte in verscliie- 
denen Horizontalreihen sind nicht immer vergleiclibar; wegen 
des kleinen rresichtsfeldes des Miki oskopes muü die Druckhöhe 
im Elektrometerrohre bisweilen geändert werden. 

§ 6. Die in §§ 4 und 5 beschriebenen Versuche zeigen, 
daß die Obertiächenspannung bei gegebener PotentialdifTerenz 
für denselben Elektrolyt und dasselbe Amalgam bez. Queck- 
silber unabhängig ist von der Weise, in welcher die Potential- 
differenz hervorgebracht wird. Die Hauptsache ist aber nach- 
zuweisen, daß bei gegebener Potentialdifferenz und gegebenen 
Elektrolyt die Potentialdiffereuz unabhängig ist von der Natur 
des im Quecksilber gelösten Amalgams. Nach vielen Versuchen 
habe ich gefunden, daß die von Gouy benutzte Methode die 
beste ist. Ich verfuhr dabei in die ser \\ eise. Zuerst wurde 
das Kapillarelektrometer mit Quecksilbei in gewöhnlicher Weise 
gefüllt, dann die den Potentialdifferenzcu J' entsprechenden 
Druckhühen gemessen. Nun senkte ich den beweglichen Be- 
hälter P des Kaj)illarelektroTneters so weit, dab das meiste 
Quecksilber aus dem Druckrohre H in den Behälter hiriüberfloB. 
Dann goß ich etwas Amalgam in das Rohr Ii und hob wieder 
den Behälter P, wodurch Amalgam und Quecksilber vermischt 
worden. Wird F weiter gehoben, strömt zuerst Quecksilber, 
dann Amalgam aus dem Kapillarrohre des Instrumentes in 
den unteren Behälter hinab* Wegen dieses Umstandes wurde 
dieser Behälter mit einem anderen Behälter durch ein 
enges Bohr verbunden : sowohl die Behälter als das Verbindongi- 
rohr wurden mit dem Elektrolyt gefüllt; natürlich war außer- 
dem etwas Quecksilber am Boden der beiden Behälter. Die 
folgenden Messungen geben die beobachtete Potentialdifferenz 
zwischen dem Amalgam im Kapillarrohr und dem Quecksilber 
im Beb&lter B^, 



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898 



Zuerst machte ich den Versuch mit Quecksilber bez. Blei- 
amalgam in verdünnter Schwefelsäure vom spezitischen Ge- 
wicht 1,19. Zu den abf^elesenen Höben C ist überall lüümm 
zu addieren, um die wirklichen Druckhüheu zu erhalten. Die 
PotentialdifTerenzen /' sind mit l|0ü6 zu multiplizieren , um 
wahre Volt zu erhalten. 

Qaeekailber In verdfionter Scbwefelalnre (Bpez. Gew. l,idj. 



V 


0 


r 


c 


Volt 


mm 


Volt 


mm 


0^ 


168,7 


0,70 


295^« 


0»10 


104,1 


0,80 


808,8 


0,20 


219,8 


0,90 


806,5 


0,30 


240,4 


1,00 


307,0 


0,40 


258,3 


1,10 


803,7 


0,50 


273,0 


1,20 


297,3 


0,60 


285,2 







Nun wurden in der oben bescbriebenen Weise immer 
«t&rkere Amalgame mit der Schwefelsäure in Berfibmng ge- 
bracht und die Potentiale F", auf die es sich von selbst ein- 
stellte, mittels des Quadrantelektrometers, sowie auch die ent- 
sprechenden Druckhühen c gemessen. 



r 


o 


0 


Diff. 


Volt 


mm 


mm 


0,070 


186,8 


185,6 


0,7 


0,120 


200,5 


199,6 


0,9 


0,110 


196,6 


196,8 


-0,2 


0,130 


202,0 


202,2 


-0,2 


0,170 


212,7 


212,3 


0.4 


0^177 


814,4 


814,0 


0,4 


0,192 


817,8 


817,5 


0^ 



Die unter C angeführten DrnckhOhen sind ans den obigen 
Verflachen mit Qae<Äaflber bereclinet unter der Annalimei dafi 
^e Lippmannsche Kurre für Potentiale zwischen 0,00 und 
0,20 Volt als eine Parabel betraditet werden konnte. Man 
miiB wohl ngeben, daß das Bleiamalgam nnd das Qaecksflber 
ftkr fßmehe Potentuddifferenzen auch dieselbe Oberfl&chen- 
flpaniraog haben. 

Nach l&ngerer Ausströmung kam stärkeres Amalgam in 



394 



C Christiansen. 



BerahniDg mit der Sehwefebfture. Mit diesem Amalie er- 
hielt ich die folgenden Besoltate. 



V 


c 


c 


Diff. 


Volt 


mm 


mm 


0,590 


284,6 


284,1 


0,5 


0,575 


283,2 


282,4 


0,8 


0,558 


280,9 


280,4 


0,5 


0,546 


S7«,0 


278,e 


0,1 



Die Abnahme des Potentiales rührt von der Lösung des 
Bleies in der Schwefelsäure her. Wie gering auch diese Lös- 
lichkeit ia^ wird sie doch hier sehr wirksam worden, weil daa 
Amalgam, mit welchem das Quecksilber des Kapillarelektro- 
meters vermischt wurde, nur 0,1 Proz. Blei enthielt. Da daa 
Amalgam im Elektrometerrohre im Sinken war, muß man er- 
warten, daß die HAhen e zu klein auaiaUen werden, was auch 
der Fall ist 

Endlich wurde daa Amalgam mit den in der folgenden 
Tabelle mter T angegebenen eÜtromotocisefaen Erftften polari- 
siert. Die entsprechenden HSiben finden sich nnter e in der 
folgenden Tabelle. Sie üillen &8t TOllig «Mammen mit den 
H5hen C, die wir frOher fbr reines Qnecksüber gefiinden 
haben. 



V 


0 


0 


Diff. 


Volt 


mm 


mm 


0,6 


285,2 


285,2 


0,0 


0,8 


802,1 


802,3 


-0.2 


1.0 


306,9 


807,0 


-0,1 


1.2 


997,7 


S97,8 


+0,4 



Indem ich nun das Eapillarelektrometer sich selbst Uber» 
ließ, ÜMid ich 

V e 0 

0,867 Volt 8053 n» MM >» 

WO C aas den Höhen 0,7, 0,8, 0,9 (für Qnecksüber) be- 
rechnet ist Spftter wurde gemessen: 

0,806 Volt 302,1 mm 808,6 mm 

§ 7. Ähnliche Versudie worden mit Zinn>, Kadmium- nnd 
Zmkamalgam ansgeftkhrt Es genflge, die Besoltate Inn an« 
Eogeben. 



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Oberfiäehempanmai^ und PifUntUddifferenz, 



89& 



1. Zinnamalgam in verdünnter Schwefelsäure (spez. Gew. 1,19). 

Zuerst wurde die Lippmann sehe Kurve i&r Hg und 
SehwefelsftQre in gewöhnlicher Weise bestimmt , ans welcher 
die den Terschiedenen Potentialdifferenzen V entsprechenden 
Einstellnngen C berechnet werden ^konnten. Dann wurde Zinn- 
amalgam zugesetzt und PotentialdilPerenzen und Einstellungen » 
gemessen. In dieser Weise wurde gefunden: 

V 0 0 

Volt mm mm 

0,295 812,8 810,8 

0,270 807,t 805,4 

0,245 290,5 299,7 

0,200 290,0 289,1 

0,180 284,1 284,1 

0,145 275,5 274,7 

Nach Zusatz Ton mehr Zinnamalgam: 

0^455 842,5 840,6 

0,410 888,1 888,2 

0,400 832,1 881,4 

0,810 827,3 825,9 

Mit etwas st&rkerem Amalgam: 

0,105 812,9 812,2 

0,119 818,7 878,7 

Wird das Zinnamalgam polarisierenden Kräften unter- 
worfen, BD verhält es sich völlig wie Quecksilber, wie die fol- 
genden Beobachtungen zeigen. 



V 


e 


0 


Diff. 


Volt 


mm 


mm 




0,8 


878,7 


378,9 


-0,2 


1.0 


881,7 


381,7 


0,0 


1,« 


868,6 


868,6 


0,0 



2. Kadminmamalgam in Vi n-Schwefelsinre mit 

lierkarosnlfat 



V 


a 


0 


DHT. 


Volt 


mm 


mm 




0,985 


248,4 


248,0 


0,4 


1,005 


247,6 


247,4 


0,2 


1,048 


215,9 


246,0 


-0,1 


1,060 


244,1 


245,5 





Diff. 

M 

1,7 

-0,2 
0,9 
0,0 
0,6 



1,9 
-0,1 

0,7 

1,4 



0,7 
0,0 



396 



C, Chrutiansau 



8. Zinkamalgam in verdflnnter Schwefelsiure (spez. €^w. 1,19). 

Wegen der großen Löslichkeit des MotaiJes waren die 
Resultate ziemlich unsicher, nur mit relativ starken Amalgamen 
waren konstante Eesultate zu erhalten. Ich fand z. B. mit 
einem Amalgam, für welchen 

ZnAmalgam | Hg - 1,380 Voit 

war: 

V e 0 DiSU 
Volt mm mm 

1,300 197,2 197,0 0,2 

1,200 204,6 204,1 0,6 

Mit einem etwas stärkeren Amalgam, fiir welches 
ZnAma]gam | Hg - 1,446 Volt 

•war, wurden die Druckhöheii c im Kapillarelektrometer ge- 
messen, wenn die PotcntialdifFerenz zwischen dem Amalgam 
und dem Quecksilber mittels eingeschobener elektromotorischer 
Kräfte auf die unter V angegebenen Werte gebracht wurde. 
Unter C finden sich die Druckhöhen, die gemessen wurden, 
indem das Kapillarelektrometer mit reinem Quecksilber gefüllt 
war. Um die wahren Druckhöhen zu erhalten, ist überall 
167 mm zu addieren. 



V 


e 


0 


Diff. : 


V 


0 


0 


Diff. 


Volt 


mm 


mm 




Volt 


mm 


mm 




0,0 




92,2 




0,9 


210,8 


210,2 


0,6 


0,1 




111,1 




1,0 


211,5 


210,9 


0,6 


0,2 


187,8 


187,9 


-0,1 


1,1 


208,9 


208,6 


0,8 


0,8 


155,6 


155,2 


0,4 


1,2 


204,2 


204,1 


0,1 


0,4 


171,3 


169,6 


1,7 


1,3 


197,0 


197,0 


0,0 


0,5 


183.7 


181,9 


1,8 


1,4 


187,5 


189,0 


-1,5 


0,6 


193,2 


192,1 


1,1 


1,5 




17«,7 




0,7 


200,9 


200,3 


0,6 


1 




166,6 




0,8 


206,9 


206,9 


0,0 ; 


1,7 









§8. Wie man sieht, bestätigen meine Versuche das 
Oonysche Gesetz: Die Oberflächenspannung zwischen einem 
g^ebenen Elektrolyten und verschiedene (Terdflnnte) Amalgame 
ist allein abhängig von der Potentialdifferenz; die Natur des 
im Quecksilber enthaltenen Metalles kommt gar nicht in Frage. 



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O&erfiäcJtentpanHunff und Poientialdifferenz, 397 



Dagegen scheint es mir unwahrscheinlich zu sein, daß 
das allgemeinere Lippmaniische Gesetz gültig sei; d;iß näm- 
lich die Obertlächenspannung ganz allgemein durch die Poten- 
tialdifferenz bestimmt sei. Man geht gewöhnlich von der An- 
nahme aus, daß die Oberflächenspannung teils durch die von 
Laplace eingeführten Anziehungen benachbarter Moleküle, 
teils durch galvanische Polarisationen bestimmt sei. Aber 
diese Auffassung gibt gar keinen Anhaltspunkt für das Lipp- 
mannsche Gesetz. Zwar steht, wie mir scheint, nichts im 
Wege für die Annahme, daß die von Laplace eingeführten 
Kräfte elektrischer Natur seien, veranlaßt durcli Anziehungen 
zwischen Anionen utuI Kathionen; doch bringt diese Annahme 
uns ebensowenig zu dem Lippmaunschen Gesetz in seiner 
Allgemeinheit zurück. 

(Eiiigegaogea 6. Januar 1905.) 



396 



10. Vber den Einfiuß der MngnetiHierunij 
auf die thermische Leitfähigkeit des Dickels; 

van O, Schmaltz» 



Die Frage der Änderung des thermischen Leitvermögens 
im Magnetfelde hat durch neuere Arbeiten einen bemerkens- 
werten Zusammenhang mit der Elektronentheorie und dadurch 
«rneute Aufmerksamkeit gefunden. ') 

Für paramagnetische Körper ist die Erscheinung meines 
Wissens bis jetzt nur bei Kisen untersucht und kann, trotz 
der zum Teil widersprechenden älteren Untersuchungen'') nach 
<ien Untersuchungen von Schweitzer*) aU sicher nachgewiesen 
gelten. 

Die Einwände, die Lafay*) gegen die de S6narmont- 
sohe Methode erhoben hat, sind, wie folgende Untersuchung 
zeigt, wenigstens für die hier angewandte Modifikation der 
Methode nicht als stichhaltig zu betrachten. 

Ob bei Nickel ein Wendepunkt der Kurve der Wärme- 
leitfähigkeiten bei steigender Magnetisierung vorhanden ist, wie 
ihn Barlow^), Dongier®), Knott und Ross') für den ana- 
logen elektrischen Effekt nachweisen, konnte im Verlauf vor« 
liegender Untersuchung nicht nachgewiesen werden. 



1) D. A. Goldhammer (Wied. Aua. 31. p. 383 ff. 1887) bemerkt: 
Die Untersuchung der Ätidcruns; der VVSnncIoitßlhigkflat müwe daktt 
besonders auf Wismut und Nickel fiu3f^(>d( lmt werden. 

2) Zusammenstellung bei G. VVicdemann, ElektrizitAt 2. Aufl. 
Bd. III. § lOTOff.; vgl. auch D. Korda, Compt. reud. 128. p. 418 ff. u. 
«75. 1899. 

8) A. Sehweitaer, Iiuiug.-Dies. ZQrieh 1900. 61 S. 

4) A. Lafay, Compt. rend. 136. p. 1308. 1903. 

5) G. Bariow, Proc Roy, Soc 71. p. 80—42. 1802^ BeibL 27. 
p. 475. 1903. 

6) K. Üougier, Soc. tranv- de phj». Nr. Ibö. p. 3. 1903; Beibl. 
^7. p. 677. 1908. 

7) C. G. Knott a. P. Rost, Edinb. Proc 24. p. ftOl. 1908; BaiU. 
'S», p. 488. 1904. 



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EmfLuß (Ur Magneüsteruruf etc. 



399 



Zur Untersuchung wurde die de S6narmont8che Methode 
in der Moditikatiou von Röntgen^) benutzt. 

Die untersuchte Nickelplatte stammte aus dem Nickei- 
walzwerk von Basse & Selve, Altena, Westfalen. 

Eine chemische Analyse *) ergab einen Feingehalt von 
9b,9 Proz. Ni. 

Daneben waren noch Spuren von Kupfer, Mangan und 
Eisen, letzteres in etwas größerer Menge, nachzuweisen. Das 
spezifische Gewicht der Platte fand sich zu 0,873. 

Die Platte war IIÜX lOÜmm groß, 5 mm stark und hoch- 
glänzend poliert. Tn der Mitte war ein ca. 7 mm starkes Ge- 
winde eingeschnitten, in welches ein 5 mm starkes Messingrohr 
mit aufgelötetem Hinge paßte. Durch das Rohr wurde Wasser- 
dampi zur Heizung geleitet. Die Schraube des Rohres paßte 
so fest in die Platte und wurde stets so stark anpjezogen. daß 
ein ungleichmäßiger Wärmeaustausch nach verschiedenen Rich- 
tungen der Platte kaum zu befürchten war. 

E2s war noch auf ▼erschiedene andere Weise versucht 
worden, die Platte von einem Punkt ans zu heizen. So wurde 
sie auf die amalgamierte Endfläche eines rechtwinklig nach 
oben gebogenen Messingstabes aufgelegt, der unter das Brett, 
auf dem die Platte lag, geführt und dort geheizt wurde. 
Weiterhin wurde versucht, eine geheizte spitze Feder von unten 
her auf die Platte aufdrücken zu lassen. Auch dies bewährte 
eich nicht. Eine anscheinend besonders für kleine Kristalle 
recht brauchbare Methode ist die, mit Hilfe eines Prismas oder 
Spiegels und einer großen Linse von unten her auf die Mitte 
der berußten Platte das Bild eines Kohlelichtbogens, aus dem 
man dann ein geeignetes Stück herausblendet, zu entwerfen. 
Die Methode gab mit Glasplatten kleine, außerordentlich 
scharfe regelm&ßige Kurven. Fflr Metalle scheint sie kaum 
branohbar zu sein. 

Auf dem Rand der Platte war ein quadratischer Schutz« 
ring Ton Zinkblech gegen StrahlungseinflUsse oder von außen 



1) W. C. Röntgen, Pogg. Ann. 151. p. 603. 18T4. 

2) Für die gütige Ausführung dcisclb- u im chemisch-technologbchen 
Laboratorium der Hochschule bin ich Hrn. Prof. Uäussermana zu be- 
flOBdecem Danke yeiitfliehCei 



400 



6^. Schmaltz, 



kommende Laftströme aufgelegt Auf diesen war eine durch- 
bohrte Glasplatte gesetzt. 

Zwischen den Polschnhen und dar Platte Terhindetten 
mehrere Lagen Fließpapier den Wftnneabflnfiw 

Die Platte lag auf den flachen Polschnhen des Bnhm- 
korffschen Elektromagneten an beiden Seiten ca. 2 mm aal 

Die Behanchung der Platte wurde anfänglich mit einem 
Lnftstrom vorgenommen, der durch siedendes Wasser gepreßt 
war. Es zeigte sich jedoch, daß die durchaus unregelmäßige 
Form der so erzeugten Kurven auf diese Methode der Be- 
hauchung zurückzufuhren war, da die geringste Ungleichheil 
in der Größe der niedergeschlagenen, mikroskopisch kleinen 
Tropfen die Kurven ungünstig beeinlluUt. Eine durchaus 
zuverlässige Behauchung wurde sodann in der Weise erzielt, 
daß man die Platte in Eis 1 — 2 Min. lang abkühlte und sich 
dann von selbst mit Wasserdampf aus der Atmosphäre be- 
schlagen ließ. Die so erzeugten Tropfen sind unter dem Mikro- 
skop betrachtet ganz gleichmäßig 0,02 — 0,03 mm groß. Eine 
Hauptbedinguiig regelmäßigpr Kurvenbildung ist allerdings 
gleichmäßige Oberflächenbeschatlenheit, die durch öftere Reini- 
gung mit warmer Kalilauge und destilliertem Wasser erzielt 
wurde. Nach der Ausbildung der Kurven und Unterbrecheu 
des Dampfstromes wurde das bei ca. 120'^ getrocknete uud im 
Exsiccator aufbewahrte Lykopodium aufgestreut. Dann wurde 
die Platte al)geklopft uud bei schwacher Vergrößerung unter 
dem Komparutor ausgemessen. Der Durchmesser der Kurven 
betrug ca. 30 — 50 mm. 

Zu den Hauptversuchen wurde aus der Platte iliirch 
schwaches Glühen jede Spur von remanentem Magnetisimis 
entfernt. Ks wurden dann in der angegelienen Weise je zwölf 
Kurven erzeugt, von denen jeder der vier Durchmesser je 
dreimal ausgewertet wurde. Es waren zu dem Zwecke auf 
der Platte durch den Mittelpunkt je vier Linien unter 45^ 
gesogen. Ebenso wurden bei erregtem Magnete zwölf Kurven 
erzeugt und gemessen, wobei die Platte in derselben Weise 
— Durchmesser Nr. 1 senkrecht zu den Kraftlinien — orien- 
tiert war. Die mittlere Stärke des erzielten Feldes be- 
trug, mit der Himstedt- Stengerschen Methode gemessen, 
ca. 12Ü0C.G.8. 



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Einfluß der Magnetitierung etc, 



401 



Die Berechnung wurde in folgender Weise vorgenommen: 
Es seien d^, d^, d^, d^ die Mittelwerte aus der dreimaligen 
Messung jedes der vier Durchmesser. Dann tinden sich die 
prozentischen Abweichungen der drei letzten in bezug auf 
der äquatorial orientiert war, zu 



-* lOü, 



100 ete. 



Diese prozentischen Abweiohimgen eoliten ftkr alle Kurven 
innerhalb des magnetischen bes. nnmagnetischen Znstandes 
«Ueselben Werte haben. Sie finden sich samt den ans ihnen 
berechneten Fehlem in Tab. I nnd H. Diese Fehler sind offen* 

Tabelle L 
Kickelplatte — unmagnetitch. 



Nr. 
der I 
Kurve 



I 



Abweichung gegen rf» in Proz. 

iioo*~-'!i|ioo'^'^'lioo''*:'^ 



1 


; 40,2 


40,0 


88,2 


39,4 


' -0,5 


-4,9 


-1,8 


2 < 


1 85,9 


85,8 


84,6 


85,6 


-0,8 


-8,7 


-0,9 


8 


89,5 


89,4 


89,1 


89,7 


-0,8 


-1,0 


+0,6 


4 


1 87,8 


87,7 87,9 


86,7 


-0,4 


-0,1 


-8.0 


5 


30,9 


31,2 


30,2 


31,4 


+ 0,8 


-1,8 


+ 1,8 


6 


44,1 


44,5 


43,9 


44,2 


+ 1,0 


-0,5 


+ 0,3 


7 


45,0 


45,3 


48,4 


44,7 


+ 0,6 


-3,4 


-0,5 


S 


41,0 


42,3 


40,2 


41,5 


+ 3,2 


-1,9 


+ 1,1 


9 


3b,7 


39,0 


88,9 


39,0 


+ 0,7 


+ 0,Ü 


+ 0,8 


10 


45,6 


46,1 


44,0 


44,5 


+ 1,2 


-3,4 


-2,3 


11 t 


1 42,8 


42,1 


42.8 


44,8 


-1,8 


-1,2 1 


+8,5 


12 


! 41,1 


42,0 


40,9 


48,4 , 


+ 1,8 


-0,6 1 


+ 5,6 



Mittelwart: 

ZngeliSriger mittlerer Fehler / «- 



+( 
±0,4 



-1,82 
±0,4 



+0,48 
±0,6 



bar in ganz geringem Grade Ton eigentlichen fieobachtnngs- 
fshlem bedingt» sondern in der Hauptsache auf nie ganz aus- 
zQScUiefiende, stets wechselnde äußere Einflüsse zurflckzu- 
fahren, die die Kur?enausbildung zu stdren geeignet sind. 
Ihre Berechnung gibt uns daher ein Maft für die Gleichförmig- 
keit der letsteren. Die Differenzen der Mittel aller prozenti* 
sehen Abweichungen stellen — innerhalb der berechneten 

AflDatoD dwPhyillc. IV.Polg«. le. 86 



402 



G. SdmalU, 



Fehlergrenze des Besnltates — die GeetalMbaderang der 
mittleren Karre durch das Magnetisieren dar. Sie finden sich 
in Tab. III. Die nach Tab. I schon im unmagnetischen Zu- 
stand der Platte vorhandene ausgesprochene Anisotropie dürfte 
sich vielleicht auf den Walzvorgang zurückführen lassen. Ein 
schon vurhaii leuer magnetischer Zustand war bestimmt nicht 
nachzuweisen. 

Tabelle II. 

Nickelplatte — magnetiHch. 
(Durchmesser 1 senkrecht zu den Kraftlinien.) 



Nr. i 
der 
Kurr« 


d, 


d| 






ioo^*-^i 

1 


100 ' ' 


100 ' , 

1 '^^ 


"i 


1 


' — ' 

48,6 


— ■ ... — ... , 
42,4 


41,1 


43,2 


l 

-2,8 


-5,6 


1 

-0,9 


S 


46,0 


45,5 


48,4 


44,0 


-3.0 


-V 


- -6,1 


8 


48,7 


41,7 


41,4 


41,8 


-2,8 


-8,0 


-2.0 


4 1 


45,7 


44,8 


44,0 


48,0 


-2,1 


-8.7 


' +0,5 


5 


47,9 


48,0 


46,4 


47,2 


, +0,2 


-8,2 


-M 


6 


48,7 


47,0 


46,1 


47,0 


-8,5 


-5,4 




7 


44,4 


43.r, 


41,7 


42,2 


-2,1 


-6,2 


I -5,0 


8 


45,8 




44,2 


45,1 


-i-o,y 


-3,5 


! -1.« 


9 


44,7 


44,0 


42,8 


44,0 


-1,U 


-4,4 


10 


45,8 




42,7 


1 44,4 


-2,8 


-5,7 




U 


48,9 


49,7 


47,8 


• 49,2 


+ 1,9 


-2,1 


1 +Ofi 


IS 


50,2 


50,8 


50,0 


50,7 


' -M 


-0,4 


1 +Ofi 



Mittelwert: -1,28, -4,22 > -1,12 
Zugehöriger nüttleKr Fehler f " ±0,8 | ±0,8 ' ±0,4 



Tabelle III. 

Nickclplatte. 

Mitflorp Opstnlfsiirulpniiic- d^r Kurven lii-im MaLTiietirtieri'H. 



Mittelwert von: 



,00 J'tr."' ± A ! 100 7 ± A ' IM 1* -r-^ ± f. 

«l "l "l 



Ohne MegnetisieniQg | +0,57 ± 0,4 > -1,82 ± 0,4 ' -0,48 ± 0,6 
Mit MagnetMeroiig ,1 -1,28 ±0,8 -4,28 ± 0,8 ' -1,12 ±0,4 



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Einfluß der Ma^neiisieninff etc. 



403 



Unter der Voraussetzung, daß die Radien der EurTcn 
direkt proportional sind den Wärmeleitfähigkeiten in deren 
Richtung finden sich die thermischen Leitfähigkeiten A,, A,, 
in der Richtung der Radien r,, »-j, wie folgt: 

^-J-^ - *, . 0,M24 ± 0,0098 *, . 

also die Änderung der Leitfähigkeit in der Richtang von 
Ju, » 3,76 Proz. ± 0,98 Proz.; 

in derselben Weise berechnet sich aus Tab. III 
Ji^ = 4,74 Proz. ± 0,97 Proz. 

und 

Jj^ - 8,98 Proz. ± 1,48 Proz. 

Leider erlaubt die vorliegende Methode offenbar nur eine 
angenäherte quantitative Bestimmung der Totaländerung der 
thermischen Leitfähigkeit, als welche die eben erhaltenen 
Zahlenwerte zu betrachten sind. 

Ob diese DiÜ'erenzen aber auf eine Änderung des Wäinie- 
leilveiniögeu^ nur in der Richtung einer der beiden Achsen — 
parallel oder senkrecht zu den Kraftlinien — zurückzuführen 
sind, oder ob sie sich aus zwei in beiden Achsen und zwar 
im entgegengesetzten Sinne auftretenden Wirkungen zusammen- 
setzen ^ , darüber gibt uns die Metbode ersichtlicherweiso 
keinen Aufschluß. 

Zur Prüfung der Einwände, die Lafuy^) pegen die Methode 
erhoben hat, wurde eine Messingplatte, von der man otTenbar 
einnehmen durfte, daß sie den fraglichen EÖ'ekt nicht in meß- 
barer Weise zeigen werde, unter denselben Versuchsbedingungen 
wie die Nickelplatte untersucht. Die Platte zeigte hei einer 
JPrUfung an einem empfindlichen Wiedemannscben Galvano- 

1) V>1. I'. JannettAz, Compt. reiid. 99. p. 1022. 1884. 

8) Für die^e Annahme spricht vielleicht die Beobachtung Bam- 
bergers (Inaug.-DisBertation Berlin 1901), der für das eldctrisäe Lei(- 
▼enn0geii bei Niekel eine Yerrlagerang aenkreeht la den Kisftlinien 
«ind eine VergrOfieniBg in der Riditaiig denelbeD als Folge der lfagoe> 
tisierung nachweist 

8) A. Lafay, Compt. rmd. 136. p. 1309 f. 1903. Eine wesentliche 
8t&tse seiner Beobachtungeu «iureh W. Nernst, Wied. Ann. 31. p. 787. 
1887 nnd E. Ascbklnass, Physik. Zeitsehr. 4 806. 1908 fit Lafaj 
4»IK»bar entgangen. 

26» 



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404 



Q» ^chmaUz, 



ineter keinen Magnetismus. Die Ergebnisse in derselben Weise 
wie üben dargestellt, sind folgende: 

Tabelle IV. 
Meesingplatte. 

Mittlere Gestalteänderung der Kurven beim Magnctisieren. 



Mittelwert aus 10 Kitmo 



Ohne Magnctiueniiig 

Mit Magnetisierung 

Differenz und mittlererl 
Fehler des Besultates 1 



-0,74 + 0,49 I -1,12 ±0,84 
-0,08 ±0,10 -1-0,62 ±0,67 

+0,6G±0»85 +I,74±ly30 



-0,84 -h0,7ü 
+ 0,90 ±0,69 

+],83±],a2 



Wenn man den hier auftretenden DiflFerenzen, obwohl sie 
hart an der Grenze der mittleren Felder liegen, KealitlU zu- 
sprechen wollte, wurden sie also ein Auftreten der Luftströme 
genau in dem entgegengesetzten Sinne der ßehauptWl^ Lafay» 
andeuten und demgemäß die Größe des nacbgewiesoDeii Effektes 
noch um eine Kleinigkeit erhöhen. 

Weiterhin wurde noch auf anderem Wcf^e versucht, ein 
Urteil über die Existenz der von Lafay behaupteten Luft- 
strömungen zu gewinnen. Es wurde eine Mellonische Thermo- 
8&ule mit ihrer einen Endfläche einmal senkrecht zur Platten* 
ebene und zur Kichtung der Kraftlinien in dem Schutzring, 
das andere Mal in der Platte, ebenfalls in Äquatorialer Rich- 
tung, in ein zu dem Zwecke in die Platte geschnittenes Lock 
isoliert eingebaut 

Die Anordnung war so empfindlich, daß ein berußter, mit 
siedendem Wasser gefüllter Lesliescher Wttrfel bei 500 mm 
Abstand einen Ausschlag Ton ca. 145 Skt. ergab. Es wurde 
nun, nachdem die Strahluogseinflüsse der geheizten Platte da» 
Galvanometer auf einen konstanten Wert gebracht hatteoi. 
wechselweise in bestimmten Zeiträumen das eine Mal mit, das 
andere Mal ohne Magnetisierung das Galyanometer abgelesen. 
Es ergab sich bei zwei Versuchsreihen keine Differenz zwischen 
inagnetischem und unmagnetischem Zustand; nur bei einer 
Versuchsreihe, als die S&ule mit ihrer Endflädbe in der Eben» 



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Einfluß der Magnetisierung etc. 



405 



der Platte lag, zeigte sich eine Abkühlung von 3,7 Skt. beim 
Magnetisieren, die, wenn man ihr trotz der Empfindlichkeit 
der Methode überhaupt Bedeutung zuspricht') ehenfiills im 
enUjetjengesttzten Sinne unseres A^ffekf^s liegt. Es ergibt sich 
also auch hier dasselbe Resultat wie bei der Messingplatte. 

Versuche mit der Luftpumpe, die nach Lafays Vorgange 
auch begouueu waren, wurden wieder abgebrochen, da das 
dabei erzeugte Feld wegen der Größe der zwischen die Pole 
einzuführenden Glasglocke ofienbar zu schwach wird, um zu 
beweisenden Ergebnisseu zu führeu. 

Resultate. 

1. I<iachweis der Brauchbarkeit der Röntgen sehen Modi- 
fikatioD der de Sdnarmontachen Methode fUr die fraglichen 
Erscheinungen. 

2« Die Einwürfe Lafays sind wenigstens bei der an- 
gewandten Versuch 8 anordnung nicht zutreifend. 

8. Nickel erleidet im Magnetfeld eine TotaWerminderuDg 
fleiner Wärmeleitfähigkeit in axialer Richtung gegenüber der 
äquatorialen Ton ca. 5 Proz. bei einer Feldstärke von ca. 
1200 G,GSt,S. 

ist mir eine angenehme Pflicht, meinem hochverehrten 
Lehrer, Hrn. Prof. K. E. Koch, auch an dieser Stelle für 
die Anrogung zn vorliegender Arbeit, sowie seine unermüd* 
liehe Unterstützung durch Rat nnd Tat während derselben 
meinen herzlichsten Dank auszusprechen. 

Stuttgart, Physik. Institut d. Hochschulei Juli 1904. 

1) I>em Smne nach würde diew DiflGsreni anscheinend mit der von 
Aichkinass, 1. e. beohaehteten sosammentreffini. 

(Eingegangen 18. JaiHMf 1S05.) 



406 



11. Quarxkeilkolorimeeer; 
van Biske. 



Das Drehungsvermügeii der Polarisatioiisebene beim Quarze 
ist größer für das violette Licht als für das rote, vüü der 
Wellenlänge X nach dem Gesetze 

^ - + 

abhftngendy und wächst für jede Farbe proportional der Dicke 
des durchstrahlten Qoarzplftttchens. Es wird also auch die 
zirkuläre DispersioD, der Winkel zwischen den Polarisations- 
ebenen zweier Wellenlängen , proportional der Dicke des 
Quarzes wachsen. Bei der Beobachtung durch das Quarx- 
pl&ttchen mit dem Analysator wird also nicht nur bei der 
Drehung des letzteren die Mischfarbe sieh ändern, sondern bei 
jeder anderen Dicke des Quarzes eine neue Reihe der Misch- 
furben vorkommen. Ftthrt man daher im Fhotometer^ am 
Kalorimeter statt des Quarzplättchens tou einer bestimmten 
Dicke einen Quarzkeil ein, so läßt sich dadurch mehr Farben- 
nuancen gewinnen. 

Beobachtet man eine weiße Lichtquelle zuerst bei der 
Dicke des einseitig drehenden Quarzkeiles gleich der des 
anderseitig drehenden Quarzplättchens, also bei der zirkulären 
Dispersion gleich Null und bei parallelen Hauptschnitten des 
Polarisators und Analysators, so wird die Mischfarbe weiß; 
dann verschiebt man den Keil und dreht mit dem Analysator 
der Polarisationsebene des roten Lichtes nach, so daß der 
Hauptschnitt des Analysators immer mit dieser Polarisations- 
ebene zusammenfällt, so werden die mehr brechbaren Strahlen 
mit immer kleinerer Komponente sich projizieren, bis bei der 
Dispersion gleich 90** das violette Licht verschwindet. Die 
Mischfarbe wandert dabei von weißer zu immer mehr rötlicher, 
ühiilich wie sich die Mischfarbe eines (iitterspektrums inaiern 
wUrde, in welchem man, vom violetten Ende beginneud, uli- 

1) Znm Beispiel im Aatrophotometer von ZSllner. 



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i^arzkeükolorimeler» 



407 



mählich die Farben abschwächte. Solche Farbenäiulerung ent- 
spricht der der Fixsterne vom ersten Typus beginnend zu 
weiteren folgend. 

Bei der Einrichtang ist eine meßbare instrumentelle Kalori- 
metne möglich. Die im Photometer mit dem Kolorimeti-r 
beobachtete Mischfarbe ist charakterisiert durch die Intensi- 
täten ihrer Elementarfarben. Die letzteren sind zuerst ab- 
hängig von der verändei liehen Dicke des Quarzes, dessen Ab- 
schwächung als Koeffizient «•-"'^ vorkommt, wo a der Absorp« 
tionskoeftizient für die betreliende Farbe, d die Dicke des 
ganzen Quarzes ist; dann von der zirkulären Dispersion und 
zwar, da diese letztere für jede Farbe gleichförmig sich ändert, 
derselben oder der Dicke Ö des dispergierend wirkenden 
Quarzes umgekehrt prop(»rtion;il; daim von dem Winkel k. den 
die Polarisationsebene der betretienden Farbe mit dem Haupt- 
schüitte des Analysators im Kolorimeter einschließt, und zwar 
nach dem Kosinusquadratgesetze; endlich von dem Winkel i, 
den der Hauplschnitt des Analysators im Photometer mit dem 
im Kolorimeter einschließt, ebenfalls nach dem Kosinu^^quadrat« 
gesetze. Bezeichnet man die Intensität jeder £iementarfarbe bei 
der zirkulären Dispersion zwischen den extremen Wellenlängen 
Ä.IO« mm = 759,4 bez. = 396,9 gleich 90« und den Winkeln 
h, t=0, mit «/q, so wird die Intensität jeder anderen Elementar- 
iarbe in der beobachteten Mischfarbe 

«/o.«-«<«ii-'«»>.|?^.Co8»Ai.Co8»t, 

sein, vnd das Verhältnis der Intensitäten gleicher Elementar- 
ÜEurben in zwei Terschiedenen Mischfarben 

d, Coa»/.-, Cos*!, 

Zum Beispiel für rotes Licht von der Wellenlänge P..10^mm 
» 759,4, wenn D die Dicke des Quarzplättchens und dasselbe 
kompensierenden Keiles ist, wird bei 

<^, = c^>-i>+2,34mm, = J<» = 2,34 mm, Aj-O«, i^^O^ 
und 

rf, » 2? + 4,67 mm, (), =4,67 mm, ä,=»U", ^ = 0** 
das Verhältnis 

2. ff 2.84 mm. 



408 



F, Büke, 



Es war mir möglich einige Versuche mit einem C^u.irz- 
keil und ein Paar Quurzplättchen von größeren Dicken an 
einem Saccharimeter^) anzustellen, in welchem nur der Polari- 
sator, der Keilkompensator eventuell Quarzplättclien uud der 
Analysator eingeschaltet wurden. 

Es sei der Index des Keiles auf die mit dem Trieb ver- 
bundene Teilung eingestellt, die der wirksamen Dicke des 
Keiles von 1 mm entspricht. Es sei (Fig. 1) OP der Haupt- 
schnitt des Polarisators, dann ist bei linksdrehendem Quarz- 
keile die Polarisationsebene des roten Lichtes um den Winkel 
P te^= 12,7", in die Position OP^ gedreht, 

^ — die Schwingungen des roten Lichtes 

y i / '^«^^ erfolgen dann in der Richtung 0^; die 
/ ; / y \ Polarisationsebene des violetten Lichtes 

/ «-O^ ' ™ Winkel a^wmbl,2% in die 

* ^^^^^^ i Position OP^ gedreht, die Sehwiiignn- 
\ /; 1^ / gen des violetten Lichtes erfolgen in der 

/ Richtung 0^ Dreht man den Hanptsohnitt 
Vc^y ; des Analysators, von der Position des 

^ \ Znsammenfallens mit dem Hanptschnitte 

* des Polarisators um den Winkel («r 

so werden die roten und violetten Strahlen gleichförmig ab* 
geschwächt, die mittleren dagegen nicht und die Mischifarbe 
erscheint gelblichweiß. Bei der Drehung des Analysators um 
den Winkel 90 ^ + wird das rote Licht ansgeKlscht und die 
Hischforbe erscheint violetüich; bei Drehung um den Winkel 
90*^+«, wird das violette Licht ausgelöscht und die Misch- 
farbe erscheint rOtlich;*bei dem Winkel 90**+ VsK + O 
die MiBchfturbe wieder gelblichweiß. Bei weiterer Drehung 
wiederholt sich die Reihenfolge der Farben, indem die Misch- 
farbe von Gelbliohweiß durch die grünlichen Nuancen nach 
Violett, dann schnell nach Rot und durch die verschiedenen 
Stufen des Orange nach Gelblichweiß Ubergeht. Beim Zu- 
sammenfallen des Hauptschnittes des Analysators mit der 
Polarisationsebene des roten Lichtes ist also die Mischikrbe 
sehr helles Orange. 



1) ftiooharimeter von Soleil. 



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Quarzheükolorimeier, 



409 



Bei der Dicke des wirksamen Keiles von 2,34 mm (Fig. 2) 
ist die Pülarisationsebene des roten Lichtes um den Winkel 
= 29,7'' und die des violetten um a^, = 119,8** gedreht, so 
daß die zirkuläre Dispersion 90 wird. Die Reihenfolge der 
Farben ist ähnlich der früheren, die Schattierung der einzelnen 
Jküachiarben ist aber geändert Beim Zusammenfallen des 



P P 




. Fig. 2. Fig. 8. 



Hauptschnittes des Analysators mit der Polarisationsebene des 
roten Lielites ist die Mischfarbe ziemlich gesättigtes Rot. 

Bei der Dicke des Keiles von 4,67 mm (Fig. 3) ist a^ = 59,5^, 
^^== 239,5^ und die zirkuläre Dispersion 180°. Bei dieser 
und den größeren Dispersionen ändern sich die Mischfarben 
in ersichtlicher Weise. 

(E^flguigeii 12. Jumar 1905.) 



410 



12. Über die wahren tmd Bcheinbaren 
Oefrierteniperaturen und die Gefriermethoden 
(Antwort an Hm, Hausrath)^); 
van Meyer W Uder mann. 

Andere Arbeit verhinderte mich bis jetzt, auf die in diesen 
Annalen 1902. p. 522 erschienene Dissertationsarbeit von Hrn. 
Haasrath, die unter N ernst und Ab egg ausgeführt worde^ 
zu antworten. Ich werde mich in meiner Antwort kurz &8sen« 

A. Die ?on Jones und Loomis erhaltenen abnormalen 
G^efrierpnnktsdepressionen brachten Nernst auf den Gkdanken, 
daß die beobachteten Oefirierponkte keine wahren, sondern 
nur scheinbare sind und er verBUchte diese Ansichten auf eine 
mathematische Grandlage zu stellen.^ Diese Theorie hatte 
nun Hr. Ahegg experimentell zu prfifen and er fand, da6^ 
wfthrend Alkohol and Ghlomatrinm normale Werte der mole- 
knlaren Gefnerpanktsdepressionen geben, Bohrzacker abnorm 
male, abnehmende Werte gibt: 

KoDsestntioii 0,0877 0,0612 0,1898 0,8410 MoL 

yanH Hoffs Konitaate . 154 178 177 186 

Danach untersuchte Ahegg die Geschwindigkeitskonstante 
des Schmelzens von ausgeschiedenem Eis, was, wie ich ein- 
gehend gezeigt habe, sich gar nicht untersuchen läßt. Bei 
Wasser soll sie „7 bis 12'*, für Chlornatrium „ca. 5'% für 
Rohrzucker dagegen ,.0,55" sein. Dann kommt die Korrektion 
der erhaltenen Resultate entsprechend der Theorie. ,,Für 
Alkohol und Chlomatrium kann die Korrektion vernachlässigt 
werden, nicht aber für Rohrzucker"; für die van't Hoffsche 
Konstante für Rohrzucker erhält Hr. Ahegg jetzt 188. 179, 
181. 188. So glaubten Nernst und Ahegg erstens die Ricbti?- 
keit der Nernstschen Theorie zu illustrieren und zweiten'^ 
einen Weg zu crebon. falsche Resultate in richtige zu verwandelu. 

Nun aber zeigten meine Resultate von lö94^j, die von 

Ij U. Hausrath, Add. d. Phys. 0. p. ö22. 1902. 

8) W. Nernit, ZeitMhr. f. pbysik. Oiieni. Ift. p. 681—688. 1884. 

8) M. Wildermann, Zelttelir. f. pl^ dMm. 16« p. 888—848. 1894. 



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(Jefria temperaturen und Uefriermethoden. 411 



Griffilli und Raoult') später bestätigt wurden, daß Rohrzucker 
normale Werte gibt, und auch Hr. Ab egg selbst war 1896 ge- 
zwui geil, seine obiger» Werte aufzugeben.^ Also könnten seine 
Messungen über die Geschwindigkeit des Kissclimelzens, wenn 
sie richtig wären, an Stelle die Nernstschon Ansichten zu 
bestätigen, nur den Beweis geführt haben, daß dieselben falsch 
sind. Ich habe aber auch gezeigt, daß die Geschwindigkeit 
des Schmelzens von Ki>kiibcn in einer Chlornatriumlösung und 
in einer Rohrzuckerlösung fast dieselbe ist, und Hr. Ahegg 
war nicht imstande, seine Messungen aufrecht zu erhalten. 

Damit fällt der ganze experimentelle Beweis der Nernst- 
schon Theorie durch Hrn. Ahegg und seine „Priorität", und 
zwar zum Teil durch Hrn. Aheggs eigene spätere Versuche. 
Es waren also meine eigenen langjährigen und mühsamen Ver- 
suche, die zuerst gezeigt haben, inwiefern die Nernstschen 
Ansichten eine Grundlage besitzen, und bis jetzt sind diese 
Versuche infolge ihrer großen Schwierigkeit noch immer die 
iil]«M*nigen geblieben. Meine Arbeit in der Zeitschrift 1899^) 
zeigte, daß Hr. Ahegg die Geschwindigkeit der Abkühlung 
seines Thermometers in verschiedenen Regionen für die Schmel- 
zung Ton ausgeschiedenem Eis herangezogen hat: weil eia 
Hg-Thermometcr keine Geschwindigkeitskonstante bei der Ab- 
kühlung hat (p. 34b), weil die Geschwindigkeit des Eisschmelzens 
so groß ist, daß die Ton ihm angegebene Geschwindigkeit der 
Abkühlung des Thermometers für den Zweck viel zu klein ist, 
weil das Hg-Thermometer nie die wirkliche Temperatur der 
Flüssigkeit angibt (p. 348—349), weil die Gleichung des Kis- 
sclimelzens 

-^ = c{/,-/)(/-/,..|-i:) 

ist und nicht die Abeggsche 

.77 = 

weil die Messung der Geschwindigkeit des Schmelzens von 
ausgeschiedenem Eis überhaupt unmöglich ist, infolge der un- 
bekannten Änderung der Fl&che eines jeden KristftUchens 

1) F. M. Raoult, Zeitfchr. f. phye. Chem. 27. p. bJ3. 1898. 

2) R. Ahegg, Zeitechr. f. phys. Cbem. 20. p. 220—221. 1806. 

S) M. Wildermann, Zdlachr. f. phys. Chem. 80. p. 341— SM. 1899. 



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412 



M. II Uder mann. 



Während des Prozesses (p. 846—34 1)» weil sein unbekannt 
ist, weil sehr viel kleinere experimentelle Fehler als die des 
Hrn. Ahegg schon genügen, um keine gleichen Werte und 

keine Geschwindigkeitskonstante mehr erhalten zu können (vgl. 
Tabelle p. 352— 35G). Da Hr. Hausrath wieder „die Ge- 
schwindigkeit des Schmelzens von ausgeschiedenem Eise" zu 
ni(j>sen versucht und wictler ini'lirero der alten Felder do^; 
Hrn. Abegfj begeht, so glaube icli ainiehnien zu können, daß 
Hr. Hausrath meine Arbeit nicht vv\\< gelesen hat. 

B. Die Messungen der Geschwindigkeit der Eisausschenluiig 
und des Eisschmelzens sind sehr viel schwieriger, als die 
feinsten Gefrierpunktsmessungen. Die ersteren zu messen um 
die letzteren zu korrigieren wäre äußer>t gelahrlich und hätte 
nur zu willkiulichen Korrektionen geführt. Anstatt den Weg 
von Nernst und Ahegg einzuschlagen, leitete ich im Januar 
189G in der Zeitschr. f. pliys. rheni.') in meiner Abhandlung 
,,Uber die wahre und scheinbare Gefriertemperatur und die 
Gefriermethoden'* alle Bedingungen ab, die nötig sind, um die 
Methode selbst so einzurichten, daß sie immer direkt rirlitirje 
Resultate liefert, und ich habe an verschiedenen Methoden 
illustriert, wie sich der Fehler der erhaltenen Resultate aus 
den Einrichtungen der Methode berechnen läßt. Seitdem haben 
alle den Weg eingeschlagen, die Herren Nernst, Ahegg und 
Hausrath eingeschlossen, wie ein jeder, der den Gegenstand 
genügend studiert, es bestätigen wird. ,,Die sehr sinnreiche 
Methode von Raoult, die darin besteht, durch Zusammen" 
bringen der Konvergenztomperatur mit der Gefriertemperatur 
das Korrektionsglied klein zu machen'' (p. 526 der Hausrath- 
sehen Abhandlung}, die Eaonlt erst im Jahre 1898*) in der 
^eitschr. f. idiys. Chem. in seiner Abhandlung erwähnt, wurde 
von mir schon früher in der ohen erwähnten Abhandlung 1S06 
(p. 69 und 70 unter c) unter einer Reihe anderer, für die 
Gefriermethode nicht minder wichtiger Punkte abgeleitet. Was 
nun ,,sehr sinnreich** für Raoult gilt, sind nicht „selbstver- 
ständliche Schlüsse aus der N er n stachen Gleichung'', weil ich 
es war, der auch die anderen für die Gefriermethode nicht 
minder wichtigen Punkte nicht Übersehen habe» znmal meine 

1) M. WildormaBn, Zeitschr. f. phys. ClieiD. 19. p. 08— 9S. 18M. 

2) F. H. Raonlt, Zritadur. f. phys. Obeni. 27. p. 688. 1898. 



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GefrierUmperaturen und Gefriermethoden» 413 



Arbeit P/^ Jahre nach der Nernstschen erscliieuen ist und 
Nernst und Ahegg selbst diese selbstverstämllichea Schlüsse 
während dieser Zeit nicht gezogen haben. Das Prinzip der 
sogenannten ..Differentialmethode", welches gegen das obige 
Prinzip verstößt, und die Benutzung von metallenen Bechern 
und Rührern, die fast das ganze Kis der Flüssigkeit entziehen, 
berechtigen mich aber wieder annehmen zu können, daß Hr. 
Hansrath die obige Arbeit nicht genügend gelesen hat, sonst 
hätte er nicht diese für feine (Tefrieri)unktsmessungeii 80 fatalea 
Fehler bei seiner Arbeit noch immer angewendet. 

C. Noch weniger scheint mir Hr. Hausrath berufen zu 
seiD, Uber das theoretische Verdienst meiner Arbeit su arteilen. 

Nernst ging bei der Begründung seiner Theorie von einer 
nicht bestehenden Analogie zwischen der Geschwindigkeit des 
£isschmelzens und der Auflösung Ton Marmor oder Metallen 
in Sauren aus; das letztere ist um so weniger begreiflich^ 
wenn wir uns erinnern, daß Nernst „die elektromotorische 
Wirksamkeit der Ionen'* geschrieben hat. Nachdem ich mich 
auf den Boden des vollständigen Gleichgewichtes gestellt and 
die beiden entgegengesetzten Reaktionen, Eisausscheidungen 
und Eisschmelzen, nicht Eisausscheidung allein, bei der Be- 
handlung der Theorie in Betracht gezogen habe, und nach- 
dem ich nach jahrelanger Arbeit gezeigt habe, daß beide 
Beaktionen, Überhaupt alle Reaktionen TorvoUst&ndigem Gleich- 
gewichte durch dasselbe allgemeine Gesetz, dieselbe Gleichung^ 
nur durch verschiedene Geschwlndigkeitskonstanten charak- 
terisierti reguliert werden, ist es natürlich leicht fftr Hm. 
Hausrath, uns jetzt mitzuteilen, daß auch Nernst sein» 
Gleichung f&r beide Beaktionen, Eisschmelzen und Eisaus- 
Scheidung, anwandte und nur die (unberechtigte) Annahme 
machte, daß beide Reaktionen dieselbe Konstante besitzen. 
Das entspricht aber nicht den Tatsachen. Hr. Nernst hat 
uns eine physikalische, nicht eine mathematische Gleichung 
geliefert) und als solche kann sie nur in den Grenzen der be- 
nutzten physikalischen Grundlage interpretiert werden. So 
sehr eine Analogie zwischen Auflösung von Eis und Auflösung 
von Marmor oder Metallen in Säuren in der Tat nur ober- 
fl&chllcb sein kann, da die erste eine molekulare, die zweite 
«ine chemische Reaktion ist, so wenig gibt es von vornherein 



414 



auch eine oberHächliche Analogie zwischen Eisausscbeiduug 
und Auflösung von Marmor oder Metallen in Säuren. Mit 
keinem einzigen Wort wird von Nernst und Ahegg weder 
im theoretischen noch in dem experimentelle!! Teile ..Eisaus- 
Scheidung" erwähnt. Es ist mir unverständlich, wie Hr. 
Hausrath jetzt wissen kann, was Hr. Nernst 8 Jahre zurück 
dachte, ul)er niilit mitteilte, und wie er über Ilxiicrimente 
über Eisaussclieidung jetzt berichten kann, die 8 .lahre zurück 
von Hrn. Abf£?g ausgefühi't werden sollten, die zur Zeit von 
Hrn. Ahegg aber nirgends erwähnt wurden. Wenn Nernst 
zu seiner Zeit von einer Analogie an Stelle von wirklich be- 
stehenden Gleichungen für Reaktionsgeschwindigkeiten ausging, 
60 lag der Grund nur darin, daB er eine zur Zeit dringende 
Frage anfsniwerfen und zu lösen Tereuchte, obwohl wir zur Zeit 
Aber diese Gleichungen noch nichts wußten; das bestehende 
experimentelle Material war damals noch zu ungeuflgend, wider- 
sprechend und experimentell äußerst grob, und erlaubte nur 
Vermutungen, aber keine weiteren Schlüsse zu ziehen, wie auch 
aus dem von Hm. Nernst selbst in dieser Arbeit zitierten 
Orte seines Buches der „Theoretischen Chemie" desselben Jahres 
(1893. p. 446) am besten zu ersehen ist. Wir lesen: „Aus 
diesem Grunde bietet es Schwierigkeiten bei Vorgängen, wie 
Auflösung von festen Stoffen in einem Lösungsmittel oder von 
Metallen in Säuren konstante und einfacher Deutung f&bigo 
Zahlen zu erhalten, welche ein MaB fftr die Geschwindigkeit 
der betreffenden Reaktionen abgeben'«. Ich hatte keine dringende 
Frage sofort anfsuwerfen wie Nernst Meine Aufgabe war. 
diese Ansichten auf ihre richtige Grundlage zu prQfen und 
dieselben durch sorgfiLltige EIxperimente zu begründen. Anstatt 
mich nun durch eine Analogie leiten zu lassen, stellte ich 
mich dabei auf die allein richtige und viel weitere Grundlage 
des vollständigen Gleichgewichtes, zu dem die Gefrierpunl^te 
auch mit gehören, und ich stellte mir vor allem die allgemeine 
Aufgabe, zuerst die Geschwindigkeit aller Reaktionen vor voll- 
ständigem Gleichgewichte genau zu untersuchen und das all- 
gemeine Gesetz, das alle diese Reaktionen betrifft, zu er- 
mitteln. Auf meiner Grundlage konnte ich auch nicht, wie 
Nernst, bei Gefrierpunkten allein stehen bleiben, sondern habe 
auch Siedepunkte, Dampfdrucke, Löslichkeit, chemische Reak- 



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Ge/riertemperaturen und Gefriermethoden. 



415 



tioiisgeschwindigkeit in heterogenen Systemen, alle gleichzeitig 
in Betracht gezogen. Denn entweder mußte auf meiner Grund- 
lage eine Theorie des „wahren und scheinbaren Gleichgewichtes'* 
für alle diese Gebiete gelten, oder überhaupt für alle nicht be- 
stehen. Ich definierte diese meine (.Tiundlage im Januar 1896.^) 
Im Juli 1896 gab ich schon die Gleichungen für die Ge- 
schwindigkeit aller Art Reaktionen vor vollständigem Gleich- 
gewichte annähernd richtig an (Report Britisli A'^sociation 
1896). Es hat dann weitere drei Jahre gedauert, ehe ich diese 
Gleichungen endgültig feststellen konnte (Zeitschr. f. phys. Chem. 
m, p. 348 — 358. 1899, insbesondere Phil. Mag. 1901. p. 50 
bis 92). Die Theorie der scheinbaren und wahren Dampf- 
drucke, Siedepunkte, Löslichkeit etc. sind auf dieselbe Grund- 
Inge gestellt worden (Zeitschr, f. phys. Chem. 1809. p. 358 
bis 302). Die Ünter^^nchung der Geschwindigkeit der mole- 
kularen Transformationen hat nun gerade dazu geführt, die 
lange vergebens gesuchten Gesetze der chemischen Reaktions- 
geschwindigkeit in heterogenen Systemen mit mathematischer 
Notwendigkeit klarzulegen und die bekannten Gesetze des 
chemischen Gleichgeirichtes in heterogenen Systemen erhielten 
kinetisch eine andere Erklärung (Zeitschr. f. phys. Chem. 1899. 
p. 971—882). Es hat sich dabei auch u. a. ergeben, daß 
zwischen Eisschmelzen und Auflösung von Marmor in Säuren 
gar keine Analogie besteht und daß sie durch ganz verschiedene 
Gleichungen reguliert werden müssen, ebenso daß die Gleichung 
selbst von Bogouski sicher falsch i8t(p.378). Auf meiner theore- 
tischen Grundlage waren alle diese Arbeiten ein einziges un- 
trennbarea GanseSi wo kein Schritt gemacht werden konnte, 
ohne das der andere nachfolgte. Der Gegenstand „des wahren 
und scheinbaren Gefrierpunktes'* bildet also sogar in der Form, 
<wie ich ihn nach Jahren experimenteller Arbeit entwickelt 
habe, immer nur noch einen kleinen Teil des Oegenstandes, 
den ich auf meiner Grundlage theoretisch und experimentell 
bebandelt habe. 

London, Davy-Faraday Laboratory of the Royal Institution. 

1) M. Wildermaon, Zeitiehr. f. pbys. Obern. 1«. p. 68—98. 1B96. 
(Eingegangen 18. Jurnw 1906.) 



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41G 



13. JEinrichtnnff f um im Vakuum Kntfernimffen 
ändern xu k&tmen; von Braun» 



Einrichtung 



Die einlache 
Kia düDues Bleirohr dient 

welcher 




tdmng 




ffOStket 



zeigt die iiehensteheiide Figur, 
als Mantel für einen Draht, 
das Rohr zwar nahezu, aber 
nicht ganz ausfüllt. Die Beweglichkeit 
dieses Bleirohres gegen Torsion wird 
benutzt. Das Bleirohr ist oben, bei A, 
mit Siegellack in das Glas eingekittet; 
bei B ist der Draht mit dem Bleirohr 
verlötet. Es dreht sich also gasdicht 
das Ende ß gegen A. 

Die beiden Glasröhren, die dem 
Draht als Führung dienen, sind durch ein 
weiteres Stück unterbrochen, weil man 
lange gerade Röhren nicht leicht hndet 
Die kurzen Stücke A und B werden beim 
Blasen, während das Ghis noch weich 
ist, durch einen eingeführten Draht, was 
ausreicht, zentriert. Der Draht liat oben 
einen Querarm, der nat:h beiden Seiten 
geführt ist, um leine Drehung, nicht 
Drehung und gleiclizeitigen Druck auf den 
vertikal heruntergehenden Teil auszuüben. 

Das Bleirohr hält viele Torsionen aus 
und seine Drehung ist fein regulierbar« 



(Biiigegu^eB Deiember 1904.) 



Dnwk von lfati««r A Wittig 1b VAp^ 



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1906. Jtf 3. 

ANNALEN DER PHYSIK 

VIERTE FOLGE. BAND 16. 



1. Photoelektrische Erscheinungen um feuchten 
Jodsilöer; von Hermann Scholl» 
(Fortsetzong von p. 237). 

II. TeiL 

Inhalt: 15. Verfahren zur Isolierang der spesififlcben Violettwirkung 
p. 417. 16. Spektralbereich, in welchem wesentlich nur die spezifische 
Violettwirkung auftritt p. 421. 17. Einfluß von freiem Jod bei violetter 
Bestrahlung p. 422. 18. Verhalten des Dunkelwiderstandes nach violetter 
Bdichtimg p. 42B. 19. JV waäJW im Violett; Abbftngigkeit von Licht* 
•tfike etc. p. 497. 20. Die im violetten Liebt» entstehenden Elektrisitite* 
träger dringen in weit größere Tiefen ein als das Licht selbst p. 429. 
21. Leittlihipkeitsznnahme der violett be.^trfthlten Oberflflchenschicht 
feuchten Jodsilbcra p. 434. 22. Zerfall des belichteten Jodsilbcrs in seine 
Ionen gibt nicht ausreichende Erklärung, weil die Löslichkeitszuuahme 
nicht entfernt parallel der Leitffthigkeitserhöhung steigt p. 487. 28. Ebenso 
andere elektfolTtliebe Ionen nnsrascblieBen p. 441. S4 nnd 86. Beiech- 
nnng einer unteren Grenxe fQr die Beweglichkeit der Lichtionen int 
festen Jodsilber p. 448 u. 448. 26. Lichtionen sind wahrscheinlich freie 
Elektronen p. 456. 27. Auffassung aller weiteren Vor^^Jinge als Wirkungen 
der durch Belichtung entstehenden Kathodeuätiahlcn p. 459. 28. Licht- 
ionen in dem durch violette Vorbelichtung entstandenen Stoffe p. 461. 

15« Die in den Torigen Abschnitten beschriebenen Ver- 
snohe beschAftigten sich mit BSneheinnngen, welche bei Ein* 
wirknng Ton rotem, giünem nnd blanem Licht anf die Jod-^ 
ailbermembran zutage traten. Es fand sich, daß die nicht 
Torbelichtete Membran gegen diese Farben TerhSltnismäßig 
unempfindlich war, nnd daß ihr eine hohe Empfindlichkeit 
dorch nolette Bestrahlung erteilt werden konnte; daraus wurde 
der Sehlufi gezogen, daß violette Torbeliditung einen neuen 
Stoff entstehen Ifißt, und daß eben dieser und die an ihm 
stattfindendeD Prozesse Torzugswmse maßgebend sind för die 
BeobachtuDgsrestiltate in den genannten Spektralgebieten. 
Wenn es sich nun im folgenden darum bandelt, die Forgänge 
am reinen, unveränderten Jodsilber zu studieren) so wird mau 

Auuaieu der i'b/kik. iV. Folge. 16. 27 



418 JLSckoU, 

zweckmäßig die Farbe des einwirkenden Lichtes aus demjenigen 
Bereich des Spektrums wählen, für den die photoelektrische 
Empfindlichkeit der Membran durch violette Vorbelichtung 
möglichst wenig verändert wird, in dem also der andere, im 
violetten Licht entstehende Stoff nur sehr geringe Empfindlich- 
keit besitzt; und das ist der Fall für das äußerste sichtbare 
Violett selbst, von einer Wellenlänge unter 430 

Während es gar keine Schwierigkeiten machte, geeignete 
Filter für die Aussonderung der langwelligen Farben zu finden 
— es war ja in der Hauptsache nur notwendig, violettes Licht 
fernzuhalten, und das konnte, wo die angewendeten Farbgläser 
nicht bereits geeignet absorbierton, leicht durcli Einschalten 
einer dünnen Jodsilberplatte in den Strahlengang erreicht 
werden — ist es mir nicht gelungen, pa^^^^onde P^'ilter für die 
violette Siraliluug zu finden. Da der wirksame Spektralbereich, 
wie sich später ergeben wird, sehr schmal ist, darf die Ab- 
sorption nicht irgend erheblich über die genannte Grenze von 
430 /iju hinübergreifen, weil dann die zur Beobachtung ge- 
langenden Effekte zu schwach sind; andererseits muß jede 
Beimeogung von weniger brechbarem Licht zu schweren Irr- 
tümern führen, weil dann der Hellwiderstand verb&ltnism&ßig 
▼iel sn klein, AH' also viel za groB gefunden werden wird. 
Am vorteilhaftesten wttrde natürlich ein Filter sein, dessen 
Absorption komplementär zu derjenigen des Judsilbers ist; 
derartiges zu finden ist aber bei dem stark selektiven Cha- 
rakter der Jodsilberabsorption (vgl. Fig. 4) von Tomherein 
wenig aussichtsreich. Schließlich habe ich denn auch auf 
Verwendung der , .reinen violetten" Straldung verzichten 
müssen, vielmehr einen Komplex benutzt, der bis etwa 445 ju^ 
reichte, und dann den Einfluß des vom Jodsüber schwadi 
absorbierten „dunkelblanen" Spektralbereiches von 430 bis 
445 fifi, besonders kompensiert. Ich kann mir nicht verhehlen, 
daß durch dieses umständliche Ver&bien manche Ünsicheiheit 
in die Beobachtung, besonders soweit es sich um die ohnehin 
sehr geringen Widerstandsftndenmgen handelt, hineingekommen 
ist; doch glaube ich, mit to grofier Zurftekhaltnng vorgegangen 
SU sein, daß die im folgenden für die Wirknng rein violetten 
Lichtes angegebenen Zahlen als wahrscheinlich etwas lu niedrig 
angesehen werden dttrfen. 



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PAotoeiektrische Mrseheimngen am feuchten Jodtüber. 419 



Natürlich muß es die erste Aufgabe sein, den Fehler, vou 
dessen Einfluß das Resultat befreit werden soll, möglichst 
gering zu machen. Als Lichtfilter wurden deshalb in das 
StrahlenbUndel der Bogenlampe eingeschaltet ein „Blauviolett- 
glas" 447"i, 4,8 mm dick und ein Violettglas" 452"^*) von 
3,3 mm stärke, beide vom Jenaer Glaswerk Schott u. Gen. 
bezogen. Diese Kombination läßt die kürzeren Wellen, bis 
etwa 430 /u/i, verhältnismäßig gut durch; vou da ab sinkt die 
Durchlässigkeit ziemlich schnell, um bei etwa 445 /i/x unmerk- 
bar za werden. Gleichwohl bewirkt der schmale Spektral- 
bereioh Ton 430 bis 44&^ immer noch eine Widerstands* 
äiKleruog der Jodsilbermembran, die nach längerer violetter 
Belichtung das Doppelte bis Dreifache von der im Violettea 
selbst geschehenden beträgt Der Fehler ist nun dadurch zu 
beseitigen, da£ man die blaue Strahlung stets in gleicher 
Inteneität auf die Membran einwirken läßt, die violette da* 
gegen anläßt oder abschließt, d. h. Belichtung und Verduuke- 
Inng vornimmt durch Entfernen und Wiedereinschieben eines 
bland urchl&ssigen aber violettabsorbierenden Schirmes in den 
Strahlengang. Als solcher kann nnr ein dttnnes Jodsilberülter 
selbst in Betracht kommen. Aber es ist zu bedenken, daß 
dessen Einschalten das blaue Licht durch Reflexion schwächt; 
diese muß also noch kompensiert werden, man hat daiUr zu 
sorgen, daß bereits su Anfang die blaue Strahlung um ebensOf 
▼iel herabgesetzt wird, als es spftter durch Einschieben des 
JodsUberfilters geschieht Ein GlAspUttensate Iftßt dies leicht 
erreichen; die richtige Plattenzahl muß so ausprobiert werden, 
daß blaue, von Tiolettem Licht befreite Strahlung durch den 
Olasplattensatz ebenso stark geschwächt wird wie durch das 
Joddlberfilter, d. h. daß in beiden Fällen die durchgehende 
blaue StraUnng den Widerstand einer Membran um das 
Oleiche vermindert. Bei diesem gegenseitigen Abwägen yon 
Qlasplattensats und Jodsilberfilter wurde die Membran in mOg« 
liehst wenig violett vorbelichtetem Zustand benutzt, und zwar 
aus folgendem Grunde. Sicher muß ja das BeflezionsvermSgen 
des Jodsilbers bei Annäherung an den Absorptionastreifen zu- 
nehmen. Nun werden unzweifelhaft in der nicht vorbeHcfateteifc 

1) R. Ztigmondy, Zeitschr. f. Inatromaiteiik. %L p. 97. 1901. 

27# 



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420 



Ü.SeholL 



Membran die kürzeren Wellen des Strahlungskomplexes 430 
bis 445 ji/ju hauptsächlich wirksam sein, weil bei größerer Ent- 
fernung vom Absorptionsstreifen die photoeltktrij^che Empfind- 
lichkeit schnell abnimmt; nach kräftiger Vorbelichtung ist 
das aber nicht mehr der Fall, folglich werden dann die längeren 
Wellen, weil sie tiefer einzudringen vermögen, von größerem 
Eintiub auf die Widerstandsändenmg sein. Sind also die 
ReHexion^vennögen von Glasplattensatz und Jodsilberfilter für 
den ersten Kall einander gleich, so wird im zweiten Kail der 
Glasplattensatz zu stark reflektieren, mitliin wird dann die 
der reinen violetten Strahlung zugeschriebene Grobe J/f', d. h. 
die beim Austausch von Glasplattensatz und Jodsilberfilter 
beobachtete Widerstandsänderung der Membran, etwas kleiner 
erscheinen als sie wirklich ist. Übrigens kann dieser Fehler nicht 
bedeutend sein ; das beschriebene Verfahren gibt aber die Sieber* 
heity daß nicht mit xa großem A W weiter gerechnet wird. 

Die Änderungen von Potential und Widerstand, welche 
bei dem durch einen Schieber schnell zu bewirkenden Aus- 
tausch des Glasplattensatzes gegen das Todsilbertilter beob- 
achtet wurden, sind es also, die unten als durch reine violette 
Strahlung erzeugt angefahrt werden. Der noch mögliche Ein* 
wand, daß diese Werte sich anders ergeben haben wOrden, 
wenn die in blauem Lichte erzeugten Ionen fehlten, das violette 
Iiicht also auf die dunkle und nicht auf die gleichseitig blau 
bestrahlte Membran gefallen wäre, ist nicht schwerwiegend» 
Denn die Konzentration der im Blan gebildeten Ionen ist, 
wie spätere Versuche zeigen werden, sehr gering; daher fUlt 
ftr Blau AF Überhaupt sehr klein anSi während AW seinen 
großen Wert nur dem tiefen Eindringen des Lichtes Terdanktv 
ünd wäre der Einwand berechtigt, dann wflrde er nur be- 
deuten, daß beim Fehlen der blauen Strahlung die durch 
Violett verursachte, Widerstandsänderung sich etwas größer 
herausgestellt haben wttrde, weO dann die gleiche Zunahme 
der Leitfähigkeit, da der Betrag der letzteren selbst etwas 
kleiner wäre, Terh&ltnism&ßlg mehr ausmachen müßte. 

Die Plattensahl des Glassatzes mußte je nach Reinheit 
und Durchsichtigkeit des Jodsilberfilters ^ zu 6 bis 7 gewählt 

1) Zur Erzeugung der Jodsiibertilter wurden dünne, sehr Mtuberp, 
auf Glas Btcdergeachlagene SUberspicgel im Joddampf Jodiert and mit 



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PkotoeUktruche Jirscheimut^en am feuc/iten Jodtilber. 421 



werden. Bei Beurteilung der für Violett gefundenen AV- und 
J //'-Werte ist zu berücksichtigen, daß dieselben zukommen 
der im Bogenliclit enthaltenen violetten Stralilung, nachdem 
diese die erwähnten Farbgläser und den Glasplattensatz 
durch -etzt hat und so auf etwa 12 Proz. der ursprüQgUchen 
Stärke gesunken ist. 

16. Die speziüsche Violettwirkuiig, d. h. das Vorwiegen 
derjenigen Prozesse, die am reinen, unveränderten Jodsilber 
geschehen, beginnt einerseits eben dort, wo die Absorptions- 
kurve des Jodsilbers steil ansteigt, also bei etwa 430 /i/z; sie 
erstreckt sich auf der anderen Seite zwar etwas, aber nur un- 
bedeutend in den Begiini des ultravioletten Gebietes hinein. 
Denn ein Woodsches Ultraviolettfilter, das nach Woods ^) An- 
gaben von etwa 370//// ab durchlässig ist, schneidet bereits 
die ganze wirksame Strahlunp^ ab: intensives Bogenlicht, das 
dieses Filter durchsetzt hat, ruft weder merkliche Potential- 
nocb Widerstandsänderungen an der Jodsilbermembrnn hervor. 
Somit ist die Wirkung, um die es sich nunmehr handelt, sicher 
Iteschränkt auf den Spektralbereich von 430— dlOjK/A, in dem 
auch, wie aus Fig. 4 deutlich hervorgeht, das ausgesprochene 
AbsorptioDsmaximum des Jodsilbers liegt» 

Die Empfindlichkeit der JodsilbermembraneD in diesem 
Bezirk des Spektrums ist von bemerkenswerter Unveränder- 
lichkeit. Zwar scheint es, daß intensive violette Vorbehchtung 
die durch violette Strahlung entstehenden Potential- und Wider* 
etands&nderungen ein wenig ansteigen läßt, aber diese Zunahme, 
wenn sie wirklich, was nicht einmal ganz sicher festgestellt 
werden konnte, vorhanden ist, tiberschreitet keinesfalls 10 Pros. 
Unzweifelhaft also ist der Einfluß, den eine violette Vorbelichtung 
auf die Violettempfindlichkeit ausübt, von ganz anderer, viel 

Ciiuadrtbalsam und einer zweiten Glasplatte abgedeckt. So j)rSparierte 
Platten trüben sich auch bei stärkster Bestrahlung nicht, wohl aber 
werden sie durch violettes licht, wenn dieses sneist den dmadabalsam 
und danseh die JodsUberschicht dorehsetsl, wenn also die Uehtstirke 

an der Bcrflhrungsetclle Canadabalsam -Jodsilber noch groß ist, bald 
schwach bräunlich gefärbt, wahrscheinlich durch Reduktion des .J«jdaiiber8 
unter dem Einflüsse des Harzes. Diese unangenehme Erscheinung bleibt 
aus, wenn mau die Platten umgekehrt bcoutst; dann sind diese aua- 
gezeichnet haltbar und unverfinderlich. 

1) B. W. Wood, Phjs. Zeitscbr. 4. p. 887. 1908. 



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422 



IL SchoU, 



geringerer Größenordnung, als dies für die Empfindlichkeit gegen 
längere Wellen der Fall war. — Andererseits ändert, soweit dies 
zu erkennen war, grüne Bestrahlung die Violettemplindlichkeit 
gar nicht; es ergaben sich für die durch violettes Licht hervor- 
gebrachten Widerstandsänderungen vor und nach Einwirkung 
von intensivem grünen Bogenlicht Werte, deren Unterschiede 
völlig innerhalb der Beobachtungsfehler bleiben. Man darf 
also nach alledem annehmen, daß die Violettemplindlichkeit 
so gut wie ausschließlich Vorgängen zu verdanken ist, die am 
normalen, unveränderten Jodsilber sich abspielen, daß also 
der im violetten Licht gebildete Stotl bei diesen Erschein uogen 
höchstens eine ganz untergeordnete Rolle spielt. 

17. In auffallendem Maße wird aber die Violettemptindlich- 
keit durch die Anwesenheit von freiem Jod im flüssigen Elek- 
trolyten erhöht. So fand sich, daß nach Ersatz einer jod freien 
n/100 KJ-Tjösnng durch solche mit einem Znsat von n^SOOn .Ij 
sowohl Potential- wie Widerstandsänderungeii bei Einwirkung 
derselben violetten Strahlung fdie optische Absorption in der 
Jodiösung war natürlich in der früher geschilderten Weise sorg- 
ßütig kompensiert) auf etwa den 2,6-fachen Betrag wuchsen; 
Entfernen des freien Jods stellte sofort wieder geringere 
Empfindlichkeit her. Schon sehr geringe Mengen von Jod 
wirken deutlich empfindlichkeitssteigernd ein. Das legt den 
Gedanken nahe, ob nicht überhaupt die Anwesenheit von 
Spuren freien Jods erforderlich sei für das Auftreten der 
photoelektrischen Erscheinungen im Violett.') Streng zu be- 
weisen oder zu widerlegen ist ist diese Vermutung wohl nicht, 
denn da nach anfangs geschilderten Versuchen die Entbindung 
Ton freiem Jod beim Belichten von festem, in wäßrigen iiösungen 
stehendem Josilber anzunehmen ist, können solche Spuren nicht 
allgemein von der Membran ferngehalten werden. Verdächtig 
ist jedenfalls, daß in verdünnter Kalilauge (n/100 KOH), in der 
ja sicher freies Jod nicht bestehen kann, bei kr&ftiger violetter 
Belichtung Potential- und Widerstandsänderungeii ▼on fast rer- 

1) Hier sei daran erinnert, daß trockene« reines .lodsilber, solange 
nicht freies Jod zugegen igt, durch I?< lichtung keine erkennbaren Ver- 
ftnderuugeo erleidet, daß vielmetir die nu solchem beobachtete Trübung 
nur dann eintritt, wenn wenigstens Spuren von Jod «nwoend tind. Vgl 
H. Scholl, Wied. Aod. p. 149. 1899. 



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Photoelekiritehe BrMehMmmgen am feuehien Jodsilber, 423 

schwindendem Betrage beobachtet wurden; auch in Silber- 
nitratlösuDg, in welcher das durch BeiichtuDg des Jodsilbers 
frei werdende Jod gemäß der fieaktion 

6 AgNO, + 8 + 3H,0 5 AgJ + AgJO^ + 6HN0, ^) 

wenigstens teilweise wieder gebunden wird, sind Potential* 
und Widerstandsftnderongen außerordentlich viel kleiner als 
in gleichkonzentrierter Jodkalilösung. In reinen EJ*Lö6ungen, 
aus denen das freie Jod durch mehrmaliges klüftiges Schütteln 

mit feinem, gut ausgewaschenem Silberpulver, erhalten durch 
Reduktion von Silberoxydammoniaklösungen mittels Formalins, 
entleint worden war, traten dagegen unzweifelhaft deutliche 
Wirkungen auf; diese sind es, die im weiteren als in jodfreien 

ilüssigkeittii gelunden angegeben sind. 

Daß üxydations- und Reduktionsmittel empfiudlidikeits- 
steigernd bez. -vermindernd wirken, ist nach dem Gesagten 
einleuchtend; erstere werden die Jodioneii zu freiem Jod oxy- 
dieren, letztere etwa vorhundenes freies Jod zu Ionen redu- 
zieren. Tatsächlich konnte denn auch nach Zusatz von 
Salpetersäure oder Eisenchlorid, bez. von Eisensulfat oder, 
wie schon erwähnt, von Kalilauge die erwartete Änderung 
der Empfindlichkeit festgestellt werden. 

18. Was den zeitlichen Verlauf der bei Belichtung bez. 
Verdunkelung auftretenden Potentialänderungen angeht, so gilt 
hier ähnliches, wie für die analogen, im grünen Licht ver- 
folgten Vorgänge; nur tritt bei andauernder Violettbelichtung 
nicht wie bei Grün eine Abnahme von J V hervor. Auch 
hier sinkt das Potential beim Verdunkeln nicht sofort auf den 
deßuitiven Dunkelwert, sondern bedarf dazu in 7// 100 KJ- 
Lösung bereits mehrerer Minuten (in der ersten halben Minute 
geschehen etwa 00 Proz. von A V), in verdünnteren Lösungen 
noch längerer Zeit; in nl\{)() KNO3 wird dasselbe beobachtet 
wie nach Grünbelichtung: beim Verdunkeln nimmt A ^langsam 
ab (in etwa 5 Minuten um die Hälfte der gesamten Änderung), 
obwohl auch hier der Widerstand in kleinen Bruchteilen einer 
Sekunde auf den Dunkelwert steigt. 

Die Widerstandsänderung A fV steigt bei dauernder Be- 
lichtung aus bereits bekannten GrOnden sehr erheblich an, 

Ij Vgl. 0. Dammer, Handb. d. anorg. Chemie 2*. p. 809. 1894. 



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424 



H. Se/toU. 



solange die Beobaehtnngsdaten noch nicht von dem fehlerhallen 
EinflnB der blanen Strahlung befreit und; aber die Vemache 
scheinen darauf hinsndeuteni daß dieses Anwachsen anch im 
rein Woletten Licht nicht ganz ausbleiben würde. Die Wider- 
standsftndemng geschieht jeweils momentan, d. h. in Zeiten 
von höchstens etwa Vm Sekunde; dann ändert sich der 
Widerstand mit Ausnahme der sogleich su besprechenden 
Erscheinung nicht mehr, bez. so langsam, daß er Minuten 
lang als konstant angesehen werden darf. 

Wfthrend nach Verdunkeln das Potential der bis dahin 
belichteten S^te stets, wenn auch langsam, demselben Grenz- 
wert (nftmlich dem Potential der dunkeln Seite) zustrebt, ist 































— V4 










t\r 












































— ^ieU 







Fig. 11. 

Analoges bei Widerstand in diesem Spektralbereich nicht drr 
Fall; bei Verdunkelung kehrt der Widerstand nicht auf (it*n 
vor der Belichtung vorhandenen Wert zurück, wie das nach 
grüner Bestrahlung geschah, sondern diu im violetten Lichte 
sich abspielenden Prozesse bewirken eine ganz erhebliche Ah' 
nähme des DunkelleitvcrmÖqms der Memftmn, die f^rat bei an- 
dauerndor Dunkelheit im Verlauf von mehreren Slundt'n zurück- 
geht, i? lg. 1 1 läßt deutlich das Typische dieser Erscheinung 
erkennen; stellt die zu verschiedenen Zeiten gefundenen 
Widerstände der verdunkelten, tr^ die der belichteten Membran 
dar, A ist die Änderung des Widerstandes in Prozent des 
Dunkelwertes. Nullwert der Zeitskala ist Beginn der violetten 
Bestrahlung, die auf die Membran kontinuierlich mnwirkte bis 



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Fäotoeiektnsche Erscheinungen am feuchten Jodeüber, 425 



auf (lie wenige Sekunden dauemcleii Verdunkelungen, die ab 
tmd zu notwendig waren zur Bestimmung von 

Wenn nun die violette Bestrahlung noch weiter fortgesetzt 
wird, })leibt nicht auf dem hohen Wert konstant, sondern 
€s beginnt langsam zu fallen, bis. wie es bereits nach einer 
Stunde vorkommen kann, der Ausgangswert wieder erreicht 
und dann überschritten wird; \l\ zeigt ähnlichen Verlauf, AIV 
bleibt konstant. Dieses ganze, auffallende Verhalten ist aus- 
nahmslos und in allen Lösungen zu beobachten, und zwar, 
wenigstens in ähnlich ausgesprochener Weise, nur bei violetter 
Belichtung. In Terdünaten £J-Losungen scheint die anfäng- 
liche Zunahme von lo^, in konzentnerteren die spätere Ab« 
nähme deutlicher hervorzutreten. 

Wird nun die violette Belichtung zu irgendeiner Zeit 
unterbrochen, so nimmt während der folgenden Dankelperiode 
immer zunächst ab, auch dann, wenn es bereits kleiner 
geworden ist als zu Anfang der Belichtung; schließlich nähert 
«ich, eventueQ also nach DurcUanfen ebes Minimums, 
asymptotisch dem fdr die aus- 
gedunkelte Membran charak- 
teristischen Werte, und zwar, 
wie es scheint, im intensiren 
grünen Licht etwas schneller 
als im Dunkeln. 

Uberblickt man das ge- 
schilderte Verhalten Ton 
bei violetter Belichtung, dann 
fällt auf, daß in mehrfacher 
Hinsicht Ähnlichkeit besteht 
zwischen der Zunahme des 
Dunkelwiderstandes und der 
Zunahme der bei roter, 
grüner und blauer Bestrah- 
lung beobachteten Empfind- 
lichkeit. Man könnte hier- 
nach vermuten, daß zwischen beiden Erscheinungen ein 
kausaler Zusammenhang besteht, und diese Vermutung würde 
eine vStütze tinden in Versuchen, welche gleichzeitig den Ver- 
lauf etwa der QrünempÄndlichkeit und von verfolgen. In 




Fig. 12. 



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426 



H. OchoU,' 



Fig. 12 und 13 sind die Ergebnisse solcher Versuche graphisch 
dargestellt; ir^ bedeutet jeweils den Dunkelwiderstaud. J// die 
im grünen Bogeiilichte entstehende Widerstandsändt i ung, 
während auf der Abszisseiiachse die Zeiten seit Beginn bez. 
Schluß der violetten Bestrahlung angegeben sind. Letztere 
erstreckt sich in Fig. 11 über 5 Minuten, in Fig. 12 über fast 
2 Stunden. Im ersteren Falle scheint deutlich eine Propor- 
tionalität zwischen der Zunahme von und derjenigen der 
Grtinempfindlichkeit in den Kurven ausgedrückt zu sein; und 
eiDe gewisse Parallelität zwischen beiden G^rößen ist auch im 




Fig. 18. 



zweiten Falle unverkennbar. Aber man bemerkt doch schon 

hier, und das tritt unter aiideieii Umständen noch viel stärker 
hervor, daB nach Durchlaufen eines Maximums Ixreits 
nahezu wieder auf den Ausgangswert gesunken ist, während 
die im grünen Lichte auftretende Widerstandsäiideruug zwar 
nicht mehr den maximalen Betrag besitzt, aber gegen diesen 
doch nur um weniges herabgegangen ist und immer noch das 
10-fache beträgt von dem vor der violetten Bestrahlung be- 
obachteten Werte. Die Zunahme von und diejenige der 
Grttnempiindlicilkeit Uber die fttr die ausgedimkelte Membrao 



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FhotoeUktritehe JSrtcheiminffen am feuehUn Jadsäber, 427 



geltenden Werte stehen also sicher nicht in eindeutiger Be- 
Ziehung zueinander; immerhin ist die Ähnlichkeit im Verhalten 
beider Größen so auffallend, daß sie am befriedigendsten durch 
die Annahme einer gemeinsamen Ursache erklärt werden 
würde. Vermutungen über einen bei violetter Bestrahlung im 
Jodsilber verlaufenden Prozeß, der die im Innern der Membran 
vorhandenen Ionen verbraucht und dabei den im langwelligen 
Lichte empfindlichen Stoff liefert, können aber vorläufig kanm 
mehr als willkürlich sein. Andere denkbare £rkläningen für 
das Verhalten Yon w^, die allerdings den parallelen Verlauf 



4r J-to 




Fig. 14. 

VloUttbeliehtong in »/lOO KJ; ir« - 10900 Ohm; d - 0,80 mm. 

der Griinempfindlichkeit nicht beiücksichtigeui sollen später 
erwähnt werden. 

19. Auch bei violetter Belichtung wurden, wie früher bei 
grüner Bestrahlung, Kurven aufgenommen, welche die Be- 
ziehung zwischen der Intensität des violetten Lichtes und den 
durch letzteres an der Jodsilbermembran hervorgerufenen 
Potential- und Widerstandsänderungen ausdrücken. Natürlich 
sind die nach der beschriebenen Methode für die Wirkung im 
reinen Violett erhaltenen Werte abhängig von der Dicke des 
angewendeten Jodsilberfilters; solange dieses nicht alles violette 



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428 



H,SchoU. 



Liebt absorbiert, muß selbstverständlich der als „Duukelwider- 
Btand'^ eingeführte Wert za kieiu, somit auch 



jr- 100 



zu klein erscheinen. Von einer Theke der Jodsilberscbicht 
= 700 jUjU an wurden sowohl A V als auch A ff konstant, also 
unabhängig von dieser Dicke; die in Fig. 14 und 15 wieder- 
gegebenen Kurven sind mit Jodsilberfiltern der genannten 
Stärke erhalten. Die Kurven entsprechen einem Zustand der 
Membran, wie er nach etwa halbstündiger violetter Bestrahlung 
erreicht ist. 

Auch hier zeigt sich sehr frappant, daß in verdünnter 
KJ-Lösung (Fig. 14) die Effekte weseutUch stärker aasfallen 




Fig. 15. 

YiolettbelichtuDg in n/10 K.J; tca = ^100 Obm^ d 



0,SO mm. 



wie lü k(niz(M]trierterer (Fig. 15). Die {A J\ A /f )-Kurven ver- 
laufen nicht mehr ^mhz geradlinig, sie scheinen etwas konkav 
gekrümmt zu sein gegen die A /-Achse. Für das Verhältnis 
A VjA ff\ das somit vielleicht etwas, aber jedenfalls nicht 
stark von der Lichtstarke abhängt . ergeben sich in Flüssig- 
keiten ganz verschiedener Art auffallend wenig verschiedene 
Werte; in den ;?/lOÖ Lösungen vun KJ, KNO3 und AgNOj 
wurden Zahlen gefunden, die nicht bedeutend voneinander ab- 
wt iclien, während doch, wie schon früher bemerkt war, die 
Emptindlichkeiten selbst erheblich verschieden sind. Endlich 
scheint Jodzusatz zum Elektrolyten den Quotienten A f'j A ff 
wenig zu beeinflussen, obwohl durch solchen die Empfindlich- 
keit leicht auf den dreifachen Betraf gesteigert werden kann. 



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Phaioelektruehe £rschemunffen am feue/tien Jbdsilber, 429 

20. Aus Fig. 14 ist zu erkeBoen, daß in 7 /100 KJ- Lösung 
die dnrcii rein Yiolette Strahlung von der größten zur Yer« 
Wendung gekommenen Intensität bewirkte Widerstandeabnahme 
etwa 3,8 Proz. des Dnnkelwiderstandee beträgt bei einer Dicke 
der Jodsilbermembran von 0,80 mm. Das dnrcb Belichtung 
erzeugte LeitYennögen , das natflrlich in der Oberfläche der 
Membran, wo die Lichtintensität am größten ist, den höchsten 
Wert besitzt nnd von dort nach der Tiefe hin allmählich bis 
Noll sinkt, mnB somit in einer Entfemnng Ton der Ober- 
fläche » 0,80.0,088 ^ 0,010 mm noch recht merkbar sein, 
da ja der Elflekt der Belichtung derselbe ist, als hätte 
direkter Kurzschluß einer Schicht Ton dieser Dicke statt* 
gefunden. Rechnet man den mittleren Absorptionskoeffizienten 
des Jodfiilbers f&r die wirksame Strahlung gemäß Fig. 4 zu nicht 
weniger als 10.10*, was um so mehr berechtigt erscheint, als 
einige sehr helle Emissionslinien des Kohlebogens bei 420 f^ijii 
liegen, njithin in einer Region, in der k noch höhere Werte 
besitzt, so ergibt sich die Lichtstärke in einer Tiefe von 
O,0l0nim zu e~^°^^ = 10~*^ der anfänglichen Intensität. Daß 
aber so schwaclie Belichtung noch merklich das Leitvermögen 
des Jodsilbers zu erhöhen imstande wäre, ist wohl unmr)glich ; 
man gewinnt vielmehr den Eindruck, als ob die widerstands- 
verraindernde Wirkung des Lichtes viel tiefer eindringe als 
dieses selbst. Und für diesen Schluß sind exakte Belege 
leicht zu erbringen. Wären nämlich die im Lichte entstehen- 
den Ionen nur am Orte ihrer Erzeugung anzutreli'en, d. h. wäre 
das Leitvermögen allenthalben allein durch die lokale Licht- 
stärke bedingt, dann müßte man erwarten, daß der oben be« 
schriebene Austausch eines Jodsilberfilters gegen den Glas- 
plattensatz und die dadurch bewirkte Änderung der Intensität 
des die Membran treffenden Lichtes an der letzteren höchstens 
• eine Widerstiindsänderung herbeiführen würde, die zum Dunkel- 
widerstand in demselben Verhältnisse steht, wie die Dicke des 
vorgeschalteten Jodsiberfilters zur Dicke der Membran. Denn 
unter der allerdings noch näher zu prüfenden Voraussetzung, 
daß die Lichtstärke in der Jodsilbermembran nach demselben 
zahlenmäßigen Gesetze abfällt wie in den durch Jodieren 
dünner Silberspiegel erhaltenen Jodsilberfiltern, sowie unter 
Berttcksichtignng des Umstandes, daß unzweifelhaft stets in 



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480 



der Jodsilbermembrau alles violette Licht zur Absorption ge- 
langt, (laß also in der von der Lichtquelle abgewandten Grenz- 
schicht der Membran die Intensität der violetten Strahlung 
immer gleich Null ist, erkennt man leicht, daß durch Au»- 
tausch des Jodsilberfilters gegen den Glasplattensata die Kurve 
der violetten Lichtstärke im Innern der Membran und damit 
auch die Kurve des Leitvermögens verschoben wird um die 
Dicke des Jodsilberfilters, und daß demnach eine Schichtdicke 
von der St&rke des vorgeschalteten Jodsilberfilters ans dem 
dunkeln in den belichteten Znstand Übergeht Erst wenn man 
annimmt, daß letzterem ein Leitvermögen entspricht, das als 
unendlich groß betrachtet werden darf gegen das Dnnkelleit- 
vermOgen, würde der oben genannte höchste Wert für die 
Widerstandsftnderung su erwarten sein; im anderen Falle muß 
sie geringer ausfallen. Diese aus den erwähnten Voraus> 
Setzungen sich ergebenden Folgerungen finden indes durchaus 
keine BestiUigung durch das Experiment: immer ist die be- 
obachtete Widerstandsftndemng sehr viel grOßer als vorstehende 
Überlegungen höchstens erwarten lassen. Die folgende Zu- 
sammenstellung von Zahlenwerten, gewonnen an einer Membran 
von der Dicke = 0,30 mm in w/lOO KJ-Lösung läßt dies 
deutlich erkennen; in der ersten Vei tikalreihe stellen die 
Dicken Ö verschiedener -Jodsilberfilter, in der zweiten diese 
Dicken ausgedrückt in Prozent der Membrandicke d, also die 
Werte 100 öjd, in der dritten die durch Einschalten der 
Jodsilberfilter in den Strahlengang bewirkten Widerstands- 
ftnderungen A U\ und endlich in der vierten die Quotienten 
von dritter und zweiter Yertikaireihe. 











d mm 


100 Froa. 
a 


J ff Pro». 


100 4 
u 


0,00016 


0,058 


1,4 


86 


0,00080 


0,10 


2,0 


20 


0,00066 


0,19 


8,2 


17 


0,00070 


0,28 


8,8 


14 



Während also auf Grund der Vorstellung, daß das Leit- 
vermögen des Jodsilbers an allen Stellen der Membran nur 
bedingt sei durch die dort herrschende Lichtstärke, Wider- 
etandsftnderungen erwartet werden müssen, die hOohsiens den 



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Fhatoekktrüche Ertch^miaigm am ftuehim Jodsilber, 4B1 



Wert 100 djd erreichen, wird in Wirklichkeit J bis nahe 
30 mal so groß gefandeu. Es muß also mindestens eine unserer 
YoranssetzuDgen falsch sein. 

Wie schon betont, ist zunächst zu untersuchen, ob der 
optische Absorptionskoeffizient des feuchten Jodsilbers, wie es 
in der Membran ▼erliegt, nicht geringer ist als derjenige des 
trockenen Materials, ans dem die Jodsilberfiiter bestehen. Zur 
Entscheidung dieser Frage wnrde das Absorptionsvermögen 
einer dflnnen, dnrch Jodieren eines SilberspiegeLs erhaltenen 
Jodsilberschic^t bestimmt einmal im trockenen Znstande, und 
sodann, wenn diese Schicht in einen mit n/lOO EJ-Lösang 
gsAfllton Spiegelglastrog eintauchte. Nach Berllcksichtigiiog 
des in beiden HÜlen etwas verschiedenen BeflezionsTermOgen 
ergab sich, daß die trockene Schicht 0,523, die fenchte 0,506 
des anffallenden Lichtes von der Wellenlänge 422 fifi ab- 
sorbierte; der geringfügige Unterschied darf ungeswungen auf 
Bechnuiig der Beobachtnngsfehler sowie der Unsicherheit be- 
iflglieh der Brechnngsexponenten und damit des Reflezione- 
yermögens von Jodsilber gesetzt werden. Berflcksichtigt man 
weiter, daß die Jodsilbermembran stark trüb ist, zweifellos 
stärker als das Material des dünnen Jodsilbertilters, so ge- 
langt man zu dem Schlüsse, daß in den Membranen die 
Stärke des violetten Lichtes wahrscheinHch schneller, sicher 
aber nicht langsamer nach der Tiefe abnimmt als in den vor- 
geschalteten Filtern. Von dieser Seite her ist also keine Er- 
klärung der auffallenden Größe der J //'-Werte zu gewinnen. 

Aber noch eine andere Möglichkeit ist in Betracht zu 
ziehen. Es war bisher stillschweigend stets angenommen, daß 
die „reine Violettwirkung" den unmittelbaren Einfluß der 
violetten Strahlung auf Potential und Widerstand der Membran 
darstellte, und daß der Effekt, den das schwächer absorbier- 
bare blaue Licht auf diese Größen ausübt| konstant sei und 
somit vermöge des beschriebenen Verfahrens, Austausch von 
Jodsüberfilter gegen Glasplattensatz, vOllig aus den Beobach- 
tungen verschwindet. Aber diese Eonstanz der Blau Wirkung 
ist doch nur dann möglich, wenn eben auch die Intensität 
des blauen Lichtes unverftodert bleibt; und das wird, auch 
die vollkommene Kompensation bezüglich des reflektierten 
Lichtee in dem mehrfach erwähnten Sinne Toransgesetzt, nur 



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482 



J7. Schall 



dann der Fall sein, wenn die Bestrahlung mit rein rioletteiD 
Lichte nicht langwelliges Licht entstehen lAßt, wenn also Jod« 
Silber nnter dem Binflnsse violetter Bestrahhug nicht inr 
Fluoreszenz erregt wird. Wftre dies der Fall, dann mttßte 
J zu groß erscheinen, weil mm die Tordersten, vom violetten 
Lichte erreichten Sduditen der Membran schwach absorbier- 
bare Strahlen emittieren wfirden, die in erheblichere Tiefe vor* 
dringen können. 

Daß aber solche, durch Fluoreszenz entstehende lang- 
wellige Strahlung zu der im „rein violetten Licht" beobachteten 
Widerstands&ndemng, wenn Oberhaupt, dann jedenidls io 
höchst geringem Grade beiträgt, das folgt schon daraus, daß 
violette Vorbelichtung, durch welche die Widerstands&nderung 
im blauen Lichte auf mehr als das Dreifache anstieg, das der 
lernen Violettwirkung zugeschriebene J //' kaum merklich, 
jedenfalls um nicht mehr als etwa 10 Proz. erhöhte. Spricht 
dies schon durchaus dagegen, daß Fluoreszenz erheblichen 
Einfluß auf das Resultat haben konnte, so war durch weitere 
Versuche tlberhaupt nicht der mindeste Hinweis auf das Vor- 
handensein einer Fluoreszenz zu erbringen. Zunächst ist im 
Phosphoroskop an einer durchfeuchteten, violett bestrahlten 
Jodsilberplatte kein Nachleuchten zu erkennen. Ferner er- 
scheint eine solche Platte im starken, tief violetten Licht 
nicht heller als etwa ein gelbliches Papier. Wurde vor den 
einen Spalt eines Spektrophotometers eine Jodsilberplatte ge- 
bracht und nunmehr unter Verwendung von intensivem weißen 
Bogenlicht die Einstellung des Photometers in den verschie- 
denen Spektralbezirken voigenommen, dann ergab sich diese 
Einstellung überall völlig unabhängig davon, ob ans dem 
weißen Lichte das Violett durch ein eingeschaltetes Jodsilber- 
filter entfernt war oder nicht, während doch, wenn Fluoreszenz 
▼orlSg€|y im letzteren Falle die scheinbare Absorption des Jod- 
silbers im langwelligen Spektralbereich geringer beobachtet 
werden müßte. Durch eine kleine Variation konnte dieser 
Versuch sehr empfindlich gestaltet werden: Tor die Licht- 
quelle wurde ein Blaunolettglas gesetzt, das schon kein Grün 
mehr hindurchließ; wenn nunmehr das Ablesefemrohr des Photo- 
meters auf Grün eingestellt wurde, herrschte in beiden zu wer* 
gleichenden Teilen des Gteichtsfeldes TÖllige Dunkelheity idUirend 



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PhatoeUktrUeke. Brteheimtngen am feuekten JodnUter, 483 

eine geringe Flnoreesenz der Jodsilberplatte durch eine Anf- 
hellimg der enteprediendeii FlAche des Gesichtsfeldes h&tte an- 
gezeigt werden müssen. Alle diese negaÜTen Versuche be- 
rechtigen m dem Schlosse, daß dureh molettg BeMtrahhmg an* 
g9n^ Fbwrenmz de» JodtUbtr» meht vorlkgt. 

Es kann somit nicht bezweifelt werden, de^ die Wirkung 
einer violetten BeUdUung m Tiefen der SelMt bemerkhar wird, 
m wiche dae wrheame lAeht eeHet nicht mehr gelangen hann. 
Zur Erklftrong dieser Tatsache bieten eich xwei Annahmen 
dar: entweder vermögen die im iioletten Lichte gebildeten 
Ionen Tom Ort ihrer Entstehung in das Innere der Jodsüber- 
membran htneinzudiffandieren und bis zn ihrer Neutralisation 
merkliche Wege zurückzulegen; oder der im violetten Lichte 
entstehende, gege[i läiigerwellige Strahlung emptindliche StofiF 
verbreitet sich mit derart großer Geschwindigkeit in der 
Membran, daß seine Konzentration bei gleichzeitiger violetter 
Bestrahlung größer ist als ohne solche, womit denn das viel 
tiefer eindringende blaue Licht, dessen Beimischung zum Violett 
bei all diesen Versuchen ja nicht vermieden werden konnte, es 
sein würde, welches diese große Widerstandsänderung herbei- 
führt. Aber gegen die letztere Vorstellung erheben sich sofort 
starke Bedenken. Dieselbe große Widerstandsänderung J //', die 
als Abnahme beim Zulassen der violetten Strahlung beobachtet 
wird, tritt ja als Zunahme bei Beseitigung des violetten Lichtes 
anfy obwohl doch das blaue Liclit in derselben Stärke fort- 
wirkt; nnd die Widerstandseinstellung geschieht wie später 
noch genauer zu erwähnen sein wird, in Zeiten, die sich nach 
wenigen hnndertstel Sekunden bemessen. Wenn aber so schnell 
nach Abschluß des violetten Lichtes die Konzentration des blau- 
empfindhchen Stoffs merklich gesunken sein soll, dann ist hierzu 
eine Diffnsionsgeschwindigkeit yoranszusetzen, die wohl kurzer« 
band als unmöglich bezeichnet werden darf, um so mehr, als 
die in Betracht kommende Sohichtdicke keineswegs gering sein 
kann, weil ja bei blauer Bestrahlung betrftchtliohe Widerstands- 
Jbidemngen nur möglich sind, wenn die af&zierte Schicht nicht 
unbedentende Dicke besitzt — Übrigens sei hier an den ge- 
legentlich schon herrorgehobenen Umstand erinnert, der ganz 
allgemein gegen die Annahme spricht, daß an den der rein 
Tioietten Strahlung zugeschriebenen A M'-Werten blaues Licht 



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484 



H.SeheiL 



einen merklichen Anteil habe: violette Vorbelichtung der Mem- 
bran läßt die beobachteten Widerstandsänderungen um höchstens 
lOProz. zunehmen, während die entsprechenden Werte für Blau 
auf das Dreifache steigen. Man darf also schließen, daß auch 
bei gänzlichem Fehlen der störenden blaaen Stfahlnng in 
violettem Lichte von der bei diesen Versndien benutzten 
Intensität Widerstandsänderungen von den angeschriebenen 
Betrfigea auftreten würden; dann aber ist an der ersten der 
oben gegebenen Deutungen festsnhalten, d. L man bat an« 
zunehmen, dt^ die im tnaUUen lacht entstehenden Lmenf bevor 
sie neutralisiert wrdm^ in weit greßere Tiefen einzudringen oer- 
mSgen als das lacht seihst, 

Sl. Von besonderem Interesse mußte es nun sein, das 
LeitTermögen in der obersten Schicht der JodsUbermembran, 
in der noch das Tiolette Licht in Toller Stäri^e zur Wirkung 
gelangt, kennen zu lernen; es handelte sich also darum, den 
Widerstand einer sehr dflnnen, auf Glas aufgelagerten Jod* 
Silberschicht etwa nach dem von Arrhenius angewandten Ver- 
fahren im Dunkeln und in verschiedenfarbigem Lichte zu be- 
stimmen. Auf einer länglichen Gla^^platte waren an beiden 
Enden je 3 — 4 cm- grotJe Platinbelegungen, die als Elektroden 
dienen sollten, eingebrannt; dann wurde auf das Ganze im 
Wasserstoffvakuum Silber kathoilisch aufgestäubt, und der sehr 
saubere Silberspiegel durch Einwirkung von Joddampf in .Jod- 
silber übergeführt Die Messung des Widerstandes X der Jod- 
silberschicht zwischen den beiden Flatinelektroden geschah in 
der Art, daß in den Schließungskreis einer kleinen Akkumu- 
latorenbatterie von etwa 20 Volt einf?eschaltet war dieser 
Widerstand X sowie ein bekannter Drahtwider^tand // . dessen 
Klemmspannung mit Kompensationsvorrichtung und Elektro- 
meter, ähnlich wie in Fig. 3, bestimmt werden konnte. So- 
lange die Jodsilberschicht trocken war, ergab sich X sowohl 
im Dunkeln wie bei intensivster Belichtung unermeBbar groß; 
es entstand also die Aufgabe, die Schicht dauernd mit Wasser 
bez. verd&nnter KJ-Lösun^ ^o^ättigt zu erhalten, ohne daß 
ein die ganze Platte bedeckender Fliissigkeitsüberzug allzugut 
leitenden Kurzschluß zwischen den Flatinelektroden herstellte. 
Aufpressen einer Glasplatte auf die Jodsilberschicht und Aus* 
füllen des zwischen beiden verbleibenden kapillaren Raumes 



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PhfftoeUhtntche £rsekemungmi am feuchten JotUSber, 435 

mit Flüssigkeit führte nicht zum Ziele; der gemessene Wider- 
stand war zu gering und änderte sich deshalb beim Belichten 
nur höchst unbedeutend. Schließlich gelang folgendes Verfahren. 
Die Glasplatte mit Platinelektroden uud Jodsilberbclegung bUeb 
2 Tage in 7^/100 KJ eingetaucht; dann wurde sie durch schnelles 
Abtupfen mit Filtrierpapier von der überschüssigen Flüssigkeit 
befreit nnd sofort in einen yerscbließbaren Spiegelglastrog ein* 
gehftngty dessen Boden mit ii/lOO £J bedeckt war, und dessen 
Wftnde lingBasiy mit Ansnahme einer kleinen Lftcke, durch 
die das Licht ein^idlen konnte, angefeuchtetes Filtrierpapier 
trugen. Der Widerstand X blieb dann l&ngere Zeit ziemlich 
konstant^ wenn fftr gute Benetzang der W&nde Sorge getragen 
war. Traf nun violettes Licht die Jodsilbersohicht, so gab das 
Elektrometer sofort einen kr&itigen Anschlag, aus dem die 
Zunahme der Stromslftrke, also auch, da die Polarisation des 
Jodsilberwiderstandes w^en der TerhÜtnismäßig großen elektro- 
motorischen Kraft der Stromquelle Temachlftssigt werden darf, 
die Abnahme Ton X berechnet werden konnte. Es war aufs 
deutlichste zu erkennen, daß nur eben diejenigen Strahlen, die 
im Jodsilber sturk absorbiert werden, merkliche Widerstaiids- 
abnahme herbeilulireii; Licht, das ein dünnes Jodsilbertilter 
passiert hatte, lieferte trotz großer optischer Helligkeit nur 
höchst unbedeutende und unsichere Elektrometerausschläge. 
Daher konnte die Zunahme des Leitvermögens auch nur für 
violette Bestrahlung festgestellt werden; für die in anderen 
Farben augestellten Versuche sind die Beobachtungsfehler allzu 
erheblich. Jedenfalls kann kein Zweifel sein, daß die hier be- 
obachteten Erscheinungen niclit thermischen Charakter haben, 
sondern daß sie auf dieselbe Ursache zurückzuführen sind, wie 
die Potential- und Widerstandsänderungen an den Jodsilber- 
membranen. 

Das Dunkelleitvermögen des Jodsilbers kann aus diesen 
Messungen nicht ermittelt werden; denn da durch da/^ Ab- 
tupfen die Flftssigkeitshaut auf Jodsilber- und GlasoberÜäche 
keineswegs völlig beseitigt wird, so erscheint A' zu klein, somit, 
wenn aus diesem und den Dimensionen der Jodsilberschicht 
deren Leitvermögen berechnet wird, letzteres 2u groß. Aber 
diese Größe ergab sich ja schon aus dem Widerstand der Jod- 
silbermembrau und deren Abmessungen; sie wurde oben im 

28* 



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436 



ILSeholL 



Mittel zu 5,3 . 10~^ cm-^ Ohm~^ ^^efiinden für dus in ri/lOO 
KJ stehende Jodsilber. Die augenblicklich behandelten Ver- 
suche lehren dagegen die ZunaJime des Leitoermögetu durch 
Belichtung; nimmt man an, daß die Abnahme von X allein 
herbeigeftthrt werde durch die Abnahme des dem konstanten 
Widerstand der Flüssigkeitshaut parallel geschalteten Wider* 
Standes der Jodsilberschicht, so läßt sich die Leitfäbigkeits- 
zunahrae der letzteren leicht berechnen. Es mag betont werden, 
daß das so für belichtetes Jodsilber erhaltene LeitvermOgiBn 
emen obem Otemwert darstellt; denn die im JodsUber ent- 
stehenden Ionen werden ja andi in die flttssigkeitshaat llber- 
treten und auch deren Widerstand Yerringem; nimmt die Beeb- 
nnng hierauf keine Bfidnicht, so mnß das LeitTermögen des 
Jodsilbers etwas zn groß erscheinen. 

Ergebnisse solcher Versuche mögen im folgenden ange- 
fahrt werden. Hatte die Stromquelle eine elektromotorische 
Kraft von 16 Volti so wurde, solange die Jodsilberschicht 
dunkel war, an dem Widerstand 10* Ohm eine Klemm* 
Spannung e — 0,904 Volt gemessen; wenn dann Tiolettes Licht 
in voller Stärke auf die Platte auffiel, gab das Elektrometer 
einen Ausschlag, aus dem die Zunahme von e um 0,0140 Volt 
ermittelt wurde. Hieraus bereclmet sich der Widerstand Ä im 
Dunkeln zu l,07ü . lü'' Ohm, A' bei violetter Bestrahlung zu 
l,tj43 . 10** Ohm; somit wird durch die Belichtung dem ur- 
sprünglichen Widerstand X ein neuer Y parallel geschaltet vom 
Betiage 

J=|f^,-101.10»0hm. 

Nehmen wir an, daß dieser Widerstand ganz auf Rechnung 
des im Jodsilber selbst durch Belichtung entstehenden Leit- 
vermögens zu setzen ist, so ergibt sich letzteres bei den Di- 
mensionen der .lüdsilberschicht von 5,0 cm Länge, 3,5 cm 
Breite und Ü,ÜO . 10"* cm Licke zu 

240 . 10-« cm-i Ohm-i. 



8,6 . 0,6 . 10— i . IUI . 10» 

Da, wie vorhin erwähnt wurde, das LeitvermOgen des Jod- 
silbers im Dunkeln etwa 6,8 . lO'* betrügt, hat durch Ein- 
wirkung der benutzten Tidetten Strahlung eine Zunahme der 
Leitfähigkeit auf etwa das 40- bis 50-&che stattgefunden. 



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FhotoeUkiriseh/8 Ertehmmmgmi am ftuehtm JodsUbtr. 437 

Die Sättigung der .lodsilberschicht mit Wasser bez. der 
KJ-Lösung konnte außor in der ^e^jcliilderten Weise auch da- 
durch aufreclit erhalten werden, daß die mit der Lösung dnrch- 
tt^nkte Platte in Paraffinöl eingetaucht wurde, das ca. eine 
Woche lang mit n/lOO KJ- Lösung mehnaals Torsicbtig ge- 
schüttelt worden war. In diesem Falle waren die gemessenen 
Widerstände X erheblich größer, die Wasserhaut trat also mehr 
ztirück. Auch der infolge der violetten Bestrahlung parallel 
geschaltet zu denkende Widerstand fand sich jetzt etwas größer 
als vorhin, indessen erschien nun die Jodsilberschicht nidit 
mehr TSllig intakt, sondern steUoiweise gelockert und ab- 
gebröckelt. Deshalb und weil ohnehin ans schon erwähnten 
Gründen das ans diesen Versuchen berechnete LeitTermögen 
als oberer Grenzwert zu betrachten ist, sollen nnr die ge- 
nannten Zahlen Berttcksichtignng finden. 

Die Lichtstärke in der Jodsilberschicht Ton 600 Dicke 
ist non freilich durchaus nicht allenthalben dieselbe; das Leit- 
Termögen wird somit nach der Tiefe abnehmen. Der im vor- 
stehenden berechnete Mittelwert gilt daher nicht f&r die oberste 
Schicht; deren spezifischer Widerstand muß etwas geringer 
sein. Eine genauere Ermittelung des letzteren setzt die Kenntnis 
der Verteilung des Leitvermögens im Innern der Membran vor- 
aus und soll später durchgeführt werden. 

22. Es luüge nun die Frage nach der Natur der im vio- 
letfen Licht gebildeten Lünen erörtert werden. Zunächst erscheint 
es am plausibelsten, die Dissoziation des Jodsilbers selbst in 
Ag und J~ anzunehmen. Nun haben die im letzten Ab- 
schnitt beschriebenen Versuche gezeigt, daß durch violette 
Bestralilung das Leitvermögen des .Todsilbers auf das 40- bis 
50-fache des Dunkelleitvermögfns steigt; hatte auch der dort 
gefundene Wert nur die Bedeutung einer oberen Grenze, so 
ist keinesfalls anzunehmen, daß der wirkliche Betrag bis zu 
einer anderen Größenordnung herabgeht Handelt es sich also 
bei Einwirkung violetter Strahlung um eine Dissoziation des 
Jodsilbers selbst^ dann muß zweifellos die Konzentration der 
Ag- und J>Ionen im belichteten Jodsilber ein erhebliches Viel- 
faches betragen von der im dunkeln Jodsilber. Dann aber 
maß weiter geschlossen werden, daß die Konzentration dieser 
Ionen in der Flüssigkeit, die mit belichtetem Jodsilber im 



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438 



H. Scholl 



Gleichgewicht ist, hei vielfach höheren Werten liegt als für 
diejenige Lösung, die in be/ii<^ auf dunkles Jodsilber gesätti^ 
ist, daß also das Losiichkeitsprodukt des Jodsilbers durch Be- 
lichtung herleutend ansteigt. Dieser Schluß nun kann experi- 
menteller Prüfung unterworfen werden. Leitfähigkeitshestim- 
mungen der wässerigen Lösung wünlen allerdings kaum zum 
Ziele führen; denn da nach dem eingangs dieser Arbeit Mit- 
geteilten Ton belichtetem Jodsilber freies Jod abgespaltet wird, 
das, wenn auch in mäßigem Betrag6| mit dem Wasser reagiert 
unter Bildung von Wasserstofifionen, so wftrde die geringe zu 
messende Größe stark verschleiert erscheinen durch einen gans 
andern Vorgang, dessen rechnerische Berücksichtigung die ge- 
naue Kenntnis aller Gleichgewichtskonstanten voraussetzen 
wttide. Ich habe daher eine direkte flnnittelnng der Löslich- 
keit angestrebt Wenn die Konzentration der Ag« und J-Ionen 
in der Flflssigkeit an einer violett belichteten Oberfläche des 
Jodnlbers größer ist als an einer dunkel gehaltenen, so mftssen 
von einer auf Glas niedex|^chlagenen Jodsilbersehicht, die, 
in Wasser oder verdünnte KJ-Lösung tauchend, zur HUfte 
violett bestrahlt wird, die belichteten Stellen dünner, die 
dunklen dicker werden, weil von jenen zu diesen, entsprechend 
den Unterschieden des osmotischen Druckes, ein Oberdestil- 
lieren des gelösten JodsÜbers stattfindet Versuche, die von 
diesem Gesichtspunkte aus angestellt wurden mit dickeren, auf 
Glasplatten anfsitzenden, in einem mit Wasser oder n/lOO 
KJ-Lösung gefüllten Trog stehenden Jodsilberschichten von 
etwa 700 bis lüUO (xu Stärke, ließen nach halbstündiger Be- 
lichtung an den bestrahlten Stellen zwar deutliche Änderungen 
der Interferenzfarben im reflektierten Lichte erkennen, aber 
diese zeigten nicht eine Dickenabnahme, sondern eine Zunahme 
an. Eine Erklärung für das unerwartete Resultat darf wohl 
gesucht werden in der Annalime, daß es sich hier um ein Aut- 
quellen des belichteten Jodsilbers handelt, um eine beginnende 
Trül)uiig, wie sie an trocknen Jodsilberschichten beim Belichten 
in Luit bekannt ist. ^) Diese Erscheinung, welche die gegen- 
wärtig gesuchte Dickenänderung völlig verdecken nuiB, wird, 
da sie zweifellos ein Voiumphänomen ist, dadurch zurück- 



1) Vgl. H. Seholl, 1. e. 



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FhotoeUktrische Erscheinungen am feuchten Jodsüber. 4ä9 

gedrängt werden können, daß der Jodsilberschicht eine geringe 
Dicke gegeben wird; von letzterer kann ja die durch Löslich- 
keitszunahme an den bestrahlten Stellen verursachte Dicken- 
änderiing, als eine reine Oberflächenerscheinung, nicht al)- 
hängen, solange man nicht etwa in die Nähe molekularer 
Dimensionen herabgeht. In der Tat blieb denn auch die Auf- 
quellung an den belichteten Teilen aus, als die Dicke der 
Schicht geringer, etwa 200 bis 300 /x/i gewählt war; aber das 
Umgekehrte, ein Dünnerwerden dort, wo das Licht gewirkt 
hatte, konnte auch nach einstündiger Bestrahlung nicht erkannt 
werden. Nun ist freilich wegen der überhaupt geringen Lös- 
lichkeit des Jod Silbers in Wasser der Versuch in dieser Form 
wenig empfindlich; es hätte doch schon sehr bedeutender Zu- 
nahme der Löslichkeit bedurft, wenn dieselbe unter den ge- 
schilderten Umständen zutage treten sollte. Gans erheblich 
muß offenbar die Empfindlichkeit gesteigert werden, wenn die 
Belichtung nicht in Wasser, sondern In solchen LOsnngen ge- 
schieht^ die beträchtlichere Mengen Ton Jodsilber gelöst ent- 
halten; denn nimmt die S&ttigimgskonzentration der Ag- und 
J*Ionen zu, so muß ein Entsprechendes auch für die Konzen- 
tration des komplexen Salzes gelten, wenn nur, was wohl ohne 
Zweifel anzunehmen ist, die Gleichgewiditskonstante, die das 
Verhältnis beider Konzentrationen zueinander regelt, durch 
die Belichtung keine Änderung erfährt Neue Versuche wurden 
deshalb in konzentrierteren, mit Jodsilber im Dunkeln gesät- 
tigten Lösungen von KJ angestellt Dabei fand sieh, daß 
starke Lösungen nicht benutzt werden können, weil in solchen 
die eingetauchte Jodsilberschicht, auch im Dunkeln, alsbald 
völlig trüb wird; deshalb wurde die Konzentration zu 0,5 norm, 
gewählt. Die Gesaintmciige des in solcher Flüssigkeit gelösten 
Judsilbers war leicht durch Titrieren mit öilbemitratlösung 
von bekannter Konzentration bis zu eben nicht verschwinden- 
der Trübung zu ermitteln; sie ergab sich zu 0,83 g Ag J im 
Liter. In einen mit dieser L()sung gefüllten Glastrog wurde 
nun eine auf Grias aufsitzende Jodsilberschicht von et\v;i 300 yta 
Dicke gebracht und nach mehrstündigem Stehen im Dunkeln 
1 Stunde lang mit intensivem violetten Lichte zur Hälfte be- 
strahlt. Nach dieser Behandlung war gar kein Unterschied 
zwischen den belichteten und den dunkel gehaltenen Teilen der 



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440 



H, Scholl 



Platte sa bemerken, obwohl imzweifeUuift beiderseits von der 
scharfen Belichtangsgrenze ein Dickennnterschied Ton ca. 15 Proz. 
leicht und sicher an einer Verschiedenheit der Interferenzfarben 
sowie an einer Verschiebung des Interferenzstreifens im Spek- 
trum des reflektierten Lichtes h&tte erkannt werden mOssoi. 
Daß nicht etwa eine durch größere Ivöslichkeit herbeigeführte 
Dickeuahiiühiije der belichteten Stelle gerade kompensiert 
wurde durch die oben besprochene Aulquellungserscheinung, 
folgt djiraus, daß nachher dieselbe Platte 1 Stunde lang in 
reinem Wasser belichtet werden konnte, ohne daß diese Auf- 
quellung herTortrat. Wenn also an der belichteten Hälfte 
überhaupt Auflösung von Jodsilber stattgefunden hat, so i>t 
die Dicke der gelösten Schicht sicher geringer als 0,15 . 3i)ü 
sss 45 jUjfi. Pro cm* Übertiäche der AgJ-Schicht ist das gelöste 
Gewicht somit kleiner als 45 . 10-" . 6 ~ 27.10"' g, das spez. 
Gew. des AgJ=f) gesetzt. Nimmt man nun an, daß nach 
Verlauf von einer Stunde die Sättigungskonzentration erreicht 
ist für eine Flüssigkeitsscbicht von mindestens 0,5 cm Dicke, 
so verteilt sich das eben berechnete AgJ- Gewicht auf ein 
Flttssigkeitsvolum von 0,5 cm'; es hat somit der AgJ-Gehalt 
der mit belichtetem Jodsilber im Gleichgewicht stehenden 
Ldsnng pro Liter mn höchstens 2000 . 27 . 10-^-64 . IQ-^g 
zugenommen. Da der ursprüngliche Gehalt 330 . 10"' g pro Liter 
betmg, ist also infolge der Belichtung die Konzentration des 
Jodsilbers höchstens auf das (1 + 54/880) « 1,16-fache gestiegen. 
IH/B Lo$UehheU des irUentw vioUit beUchUtm Jodntben itt iomit, 
wenn überhaupt, da/m hSekeiena tS Üb 20 Proz* großer aU die 
dee dankbn Sähet* 

Nun waren allerdings die Versuche über die Leitf&hig- 
keitssunahme angestellt an Jodsilber, das mit a/lOOKJ-Lösung 
gesittigt war, w&hrend bei den Löslicfakeitsversttchen das in 
0,5 norm. EJ-Lösung stehende Sals verwendet wurde. Aus 
den Fig. 14 und 15 ist deutlich zu erkennen, daß AW und 
somit auch die Terhftltnismäßige Zunahme des LeitTermögens 
um so kleiner wird, je konzentrierter die KJ-Lr)Sung ist. welche 
die ^lenibnin durchdringt; danach niuli also geschlossen 
werden, daß die Leitfähigkeitszunahme einer mit 0,5 norm. 
KJ-Lösung durchtränkten Jodsilberschicht bei weitem nicht, 
wie es bei Durchdringung des Jodsilbers mit 72/ 100 KJ-Lösung 



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Fhotoelektrische £r.schemu/u/eji am feuchten Jodsilber. 441 

der Fall war, durch violette Belichtang auf den 40- bis 
50-ftcben Betrag des Dunkelwertes steigen wOrde. Indes dies 
liegt offenbar daran, daß in der konzentrierten L&sung das 

Ton andern Ionen als denen des Jodsilbers herrührende Dunkel- 
leitverniögen bereits sehr grob ist; daher muß jetzt unzweifel- 
haft, auch wenn die Dissoziation des Jodsilbers in eben dem 
Maße zunimmt, wie das bei der mit / lüO KJ-L()sung durch- 
tiüiikten Schicht der Fall war, die verhältnismäßige Leitfähig- 
keitszuuahme viel geringer ausfallen. Man wird also an der 
Annahme festhalten können — und nichts spricht gegen eine 
solche — daß, wenn es sich bei Belichtung wirklich um einen 
Zerfall von Jodsilber selbst handelt, dessen Dissoziationsgrad 
nur von der Intensität der einwirkenden violetten Strahlung, 
nicht aber von Art und Stärke der gelösten Fliissifrkeit ab- 
hängt. Dann aber erscheint es als ein nicht zu beseitigender 
Widerspruch, daß einerseits die Dissoziation im violetten Lichte 
um ein Vielfaches größer ist als im Dunkeln, während anderer- 
seits die Löslich keit des Jodsilbers gar nicht oder nur ganz 
minimal ansteigt Die Vorstellung, von der diese Überlegungen 
ausgingen, daß nämlich die Zunahme des Leitvermögens bei 
violetter Bestrahlung bedingt sei durch einen Zerfall des Jod- 
sübers selbst in seine Ionen, muß also wohl, als mit den 
Versuehsergebnissen unvereinbar, fallen gelassen werden. 

S8« Können es nicbt die Ionen des Jodsilbers selbst sein, 
welche die bei violetter Bestrahlung beobachtete Widerstands« 
abnähme bewirken, dann kommen, falls es sich Überhaupt um 
gewöhnliche, elektrolytische Ionen handelt, nur diejenigen der 
im Jodsilber gelösten Stoffe, also des Wassers und der in der 
Lösung enthaltenen Salze KJ etc. in Betracht; man h&tte 
sich etwa Torzustellen, daß im Lichte das Gleichgewicht zwi* 
sehen dissoziiertem und undissoziiertem Anteil dieser Stoffe 
zogunsten des ersteren Terschoben wird, d. h. daß in bezug 
auf das Gelöste die dissoziierende Kraft des Lösungsmittels 
zunimmt. 

Die erwähnte Anscluumng scheint insolern tViicliihar zu 
sein, als sie eine Eiklärun^^ der aulfallenden Ziinaiinie des 
Dunkelwiderstandes nach violetter Belichtung ermöglichen 
könnte. Wenn nämlich die im Jods über gelösten Stoffe, deren 
Dissoziation im Dunkeln gering, aber endlich anzunehmen ist, 




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442 



H. Schoü. 



im Lichte stärker dissoziiert sind, so wird das im Dunkeln 
hergestellte Oleichgewicht durch Bestrahlung gestOrt: Die nen 
gebildeten Ionen werden aus den belichteten Teilen der Jod- 
silhermembran in die tiefer gelegenen dunklen Partien sowie 
in die Flüssigkeit hineindiffiindieren mflssen, so daß eine Ver- 
armung der vorderen Membraiischichten an gelöstem Stoff» 
und damit eine Zunahme von deren Dunkelwideistand resul- 
tiert. — Eine Stütze für die angedeutete Vorstellung könnte 
man auch in der Tatsache erblicken, daß das Dunkelleit- 
vermögen der Membran durchaus nicht dem Leitvermögen »ier 
durclidringenden Flüssigkeit proportional ist, vielmehr in koii- 
zentrierteren Lösungen verhältnismäßig viel zu klein ausfällt. 
Das deutet doch, da wenigstens im Dunkeln an der elektro- 
lytischen Natur der Leitung nicht zu zweifeln ist, entschieden 
auf einen sehr geringen Dissoziationsgrad für die im Jodsilber 
gelösten Stoffe hin; und daher ist es möglich, daß Zunahme 
der dissoziierenden Kraft des Jodsilbers durcli violette Belich- 
tung das Leitvermögen so außerordentlich zu Bteigern vermag. 

Aber nach allem, was man ttber die dissoziierende Kraft 
von Lösungsmitteln weiß, ist anzunehmen, daß dieselbe sich 
nicht nur bezüglich etwaiger gelöster Stoffe, sondern auch des 
liOsnngsmittels selbst äußert: ein Lösungsmittel , in welchem 
gelöste Körper stark dissoziiert sind, ])flegt auch selbst merk- 
lich elektrolytisch zer£Etllen zu sein.^} Von diesem Gesichts- 
punkte erscheint der Torhin besprochene ErklftmngSTersuch 
wenig befriedigend ; wollte man auch den Hauptanteil an dem 
Leitvermögen der Jodsilbermembranen den Ionen der gelösten 
Stoffe zuschreiben, immer mftßte man doch erwarten, daß eine 
durch Tiolette Bestrahlung bewirkte und auf Zunahme der 
dissoziierenden Kraft des Jodsilbers zuröckzufUhrende Ver- 
gröfierung der Konzentration dieser Ionen Hand in Hand 
gehen werde mit einem entsprechenden Wachsen des wenn 
an sich auch höchst geringfügigen Zer&lls von Jodsilber selbst 
Dann aber sollte doch dessen Löslichkeit in ähnlicher Weise 
ansteigen; und das ist nach den mitgeteilten Versuchen ganz 
sicher nicht der Fall. Die Schwierigkeiten, die im vorigen 
Abschnitt erörtert wurden, sind also keineswegs beseitigt. 

1) P. Waiden, Zeitachr. f. ph/s. Chemie, 46. p. 103. 190S. 



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Pkoioelekiruchg Er$ehemiangm am fenehUn Jodtäber, 448 

34, Der Widerspruch, der zwischen der großen Leit- 
fähigkeitssonahine und der geringen Löslichkeitserhdhang des 
Jodsilbera im violetten Lichte besteht, scheint unvermeidlich, 
solange man an der elektrolytischen Natur der im Lichte 
gebildeten Ionen festhält; er würde offenbar Terschwinden 
durch die Annahme, dab die bei Bestrahlung auftretenden 
Mektrixit&tBtrtger freie Elektronen sind. Aber man wird 
diese Hypothese nnr dann fär diskntabel halten, wenn sich 
eine positive Statae Air dieselbe beibringen l&ßt Eine solche 
darf man nnn wohl erblicken in den Ergebnissen des fer» 
iudkesf die MeweffHehkeü der Jaektumen zu enniUein unter der 
AnnahmOi daß dieselben elektro^seher Natnr seien; aas- 
gehend von einigen y 2 war nicht streng beweisbaren , aber 
doch plansibeln Yoraussetzungen kann man einen Wert er- 
rechnen, von dem sich sagen lAßt» dafi er kleiner sein muß 
als die mittlere Beweglichkeit der im Lichte gebildeten Ionen. 
Die Grundlage fQr diese Betrachtungen ist die folgende. In 
einem früheren Abschnitte konnte gezeigt werden, daß die 
Lichtionen, bevor sie neutralisiert werden, etwa 20 — 30 mal 
80 tiet in die Membran eindringen als das Licht selbst; die 
Verteilung der lüiienkonzcntration, also auch der Leitfähigkeit, 
kann somit nur in ganz untergeordnetem Grade abhängig sein 
Ton der Eindringungstiefe des violetten Lichtes, vielmehr werden 
hier nahe ausschließlich maßgebende Bedeutung haben die 
Diffusionsgeschwiiidigkeit der Ionen sowie die Schnelligkeit, 
mit der dieselben neutralisiert oder in anderer Weise vernichtet 
werden. Es wird daher gerechtfertigt sein, die Berechnungen 
zu begründen auf der Vorstellung, daß die Bildung der Ionen 
durch violette Bestrahlung nur stattfinde in einer unendlich 
dünnen, oberflächlichen Schicht der Jodsilbermembran, und 
daß von deren Oberfläche nach tiefer gelegenen Schichten hin 
die Konzentration beim stationären Gleichgewicht stetig ab- 
nehme gemäß einem Gesetze, daß nur die beiden genannten 
Faktoren berücksichtigt Die geoanere Formulierung dieses 
Gesetzes Mfordert bestimmte Annahmen über die Art der 
im Lichte stattfindenden Dissoziation: dieselbe habe binären 
Charakter nnd liefere je ein einwertiges Anion und Kation; deren 
Konzentrationen mflssen dann allenthalben einander gleich sein. 

Nach diesen Festsetzungen ist es leicht, die Art der Ver- 



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444 H, Scholl 

teilung des Leitvermögens anzugeben. Die Aquivulentkonzen- 
tration r je eines der im Lichte gebildeten Ionen, ausgedrückt 
in Grammäquivalenten pro Kubikzentimeter, ist offenbar eine 
Funktion von Ort und Zeit ; bei Klpicbmäßiger Bestrahlung der 
einen Grenzfläche der Jodsilbermemhran kommt von den drei 
Raumrichtungen nur die eine x senkrecht zur Plattenobertiäche 
in Betracht Somit iii c^f (x, /]. In einem im Innern der 
Jodsübermembran mit seiner Achse der J-Richtung parallel 
gelegenen zylindrischen Volumelement, dessen Entfernung tod 
der bestrahlten Grenzfläche x, dessen Höhe dx und dessen 
Querschnitt 1 sei, wird während der Zeit dt^ wenn D die 
Dififussionskonstante bedeutet, die Konzentration c der Ionen 
durch Difiasion sunehmen um D{d*eldx*)dt, wfthrend fie 
gleichzeitig infolge des Zosammentretens der Ionen zum nn- 
dissoziierten Stoffe verringert wird um eee*dL Die letitere 
Beziehung wird nur dann exakt gelten, wenn die im Licht 
gebildeten Ionen in der unbelichteten Membran nicht bereite 
in geringerer Eonientration Torhanden waren; w&re das wohl 
der Fall, dann würde ein komplizierterer Ausdruck einaaeetzen 
sein, der auch die Konzentration des undissoziierten Steffi und 
dessen Zerfall im Dunkeln zu berUcksiehtigen h&tte. Das 
P^blem würde dann, da mehrere unbekannte QrdBen ein- 
zuführen wären, nicht lösbar sein; mit Bttcksicht hierauf sowie 
auf den Umstand, daß das Leitvermögen der belichteten Schichten 
ganz erheblich größer ist als dasjenige dei- dunkeln, soll die Be- 
rechnung unter der erwähnten vereinfachenden Annahme dureh- 
geführt werden; erhebliehe Fehler sind dabei nicht zu be- 
fürchten. Bemerkt möge sein, daß dann, wenn eine der im 
Lichte gebildeten loneugattungen schon in der (iunkeln Mem- 
bran in erheblicher Konzentration vorhanden ist, die Konzen- 
trationsabnahme infolge des Zusammentretens der Ionen besser 
— acdt m setzen wäre; die unter dieser Voraussetzung dnrch- 
cjefiihrtc Kechnunf^ liefert aber sehr nahe denselben Wert für 
die Beweglichkeit, wie er sich iür die oben festgesetzte An- 
nahme ergeben wird. 

Die Differentialgleichung, der die Konzentration folgt 
lautet also: 



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Fliotoelektrisctie Erscheinungen am feuchten Jodsilber» 445 



Naok N ernst ^) ist für Eäektrdyte die DiAuienskonstante, 
d. \l die durch das Eonzentrationsgefölle 1 in einem Tag durch 

die Querschnittseinheit getriebene Stoffmenge bei 18*^ 

JD' = 0,0485 , 

wo u und V di« Beweglichkeiten von Anion und Kation be- 
deuten, ausgedrückt in solcher Einheit, daß ihre kSumme das 
Aquivalentleitvermögen, bezogen also auf die pro cm^ an- 
gegebene Aquivalentkonzentration, ergibt. Wird als Zeiteinheit 
die Sekunde gewählt, so ist demnach die Diffusionskonstante 
IJ zu setzen 

0,0485 UV _-o 1Q-7 

24.eo.eo tt-hv 

Nnn sei u mv, wo m ^ 1. Dann ist uv issmv* und 
u V = {m -\- l)Vf somit 

UV m ' *** / , \ u + c 



m + — + 2 

oder, da (m + 1/m) ^ 2 

also etwa 

MF tt + P 



M + r 

WO ^ 1. Mithin wird 

(2) i> » 5,2 . 10-' g ^^—^ = 1,30 • 10-' ^ , 

wenu u -\- 0 = A = Äquivalentleitvermögen. 
Folglich entsteht aus (1) 

oder, da Ac =^ ?. = spezifisches Leitvermögen 
(8) 4i-l,80.10-'p^|^-^i». 

j8«toi Hatumären BeUehiungtzu^and ist d kjd i ^ 0, folg- 
Heh wenn 

^ ^ ^ ^ T,8ü ■ ~qJ^ ' 

1) W. N ernst, Theoret Chemie 4. Aufl. 1903. p. 870. 



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446 



H, ScholL 



mit den Grenzbestimmuiigen : 

;i = für jr = U 

und 

;i = 0 sowie 4*— 0 für 00. 

Diesem System von Redin^unf^sgleirliungen wird, wovon 
man sich durch Differenzieren leicht überzeugt, genügt durch 
die Funktion 

worin bedeutet 

r = y\ und q=^}'^i^»P' 

Somit ist X für jedes x angebbar, wenn die beiden Größen r 
und q bekannt sind; deren Bestimmung erfordert also zwei 
voneinander unabhängige Beobachtungen. 

Das gesamte, an irgendeiner Stelle der Jodsilberschicht 
▼orbandene Leit?ermOgen ist die Summe ans dem Anteil ^ 
der Ton den auch im Dunkeln bestftndigen Ionen berrQbrty 
und dem durch Belichtung auftretenden Wert von A, ist also 
gleich (/ + iL). Mithin ist der Betrag, den die in der Tiefe x 
befindliche Schicht von der Dicke dx zum Gesamtbetrag des 
Hellwiderstandes If^ der Membran leistet 

, \ dx 

wenn F don Quersclinitt der bestrahlten Membran bedeutet. 
Daraus entsteht nach einigen Umformungen 



1- ' 



1+ [ 277^^ + «''*^]' 



WO 5 = ]//. Demuach ist, wenn die Dicke der Membran » ö 



«r _^ 2 r dif 



oder, da SIFt* « 



^ä-f^n^ 7^f.T (^ctg [f^- (2 + y r <5)j - arct« . 
Daraus folgt also für die verhältnismäßige Widerstandsänderung 



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PhatoeUktristeke Mr$eh£inmgen am feuchten Jodsäber. 447 



J ff in Prozent des Dunkelwiderstandes, deren Zahlenwert ja 
experimentell bestimmt wurde 

I =i?^(a«>tg[JL(2 + yrd]]-axotgi). 

Eine zweite Beziehung liefert der Versuch betreffend die 
bei Belichtung entstehende Widerstandsänderung von dünneu, 
auf Glas aufsitzenden Jodsilberschichten, von dem oben (20) 
die Rede war; in diesem Fall ist offenbar das Integral über 
alle bei Belichtung auftretenden Leitvermögen sämtlicher 
parallel geschalteter Elementarschichten der Jodsilberbaut, 
also die Größe 



WO Z die Länge der Jndsilberschicht auf der Glasunterlage, 
gemessen zwischen den Elektroden, B der Breite der Schicht 
imd d deren Dicke bedeutet» gleich in setzen dem Reziproken 
desjenigen Widerstandes 7, der zun ursprünglichen, hei Dnnkel- 
heit beobachteten Widerstand X parallel geschaltet zu denken 
ist, damit der Hellwiderstand T resultiere. Es ist also 



dx 
q r x)* 



0 0 

folglich 

iQ^ Y L 2 + g r d 

(8) r--^--^-^^^. 

Ans (7) und (8) sind q nnd r zu berechnen, am be- 
quemsten in der Weise, daß zunächst in (8) qrd gegen 2 
Temachläßigt und dann ein angenäherter Wert für r ermittelt 
wird, dessen Einführung in (7) einen Näherungswert für y 
hefert, mit dem die Rechnung zu wiederholen ist. 

Zur zahlenmäßigen Bestimmung von 7 und r sind folgende 
Versuchsdaten benutzt worden, welche sich auf Jodsilberpiatten 
beziehen, die von n/lOÜ KJ-Lösuug durchdrungen sind; 

ftr(7): JXr-«3,SProz., a«0,OSOcm, *«2,31.10-«Ohm-'^om-*A; 



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448 



IL Sehoä. 



für (8): wenn vor die Lampe dieselben Filter (Violettglas. Glas- 
plattensatz etc.) eingeschaltet wurden wie im vorigen Fall, die 
wirksame Lichtstärke also beide Male gleich war: 

410. 10* Ohm, Xs5,0cm, i?s8»5cm, (f«0,60. lO^^cm. 

Aus diesen Größen berechnet sich 

(9) r- 8,70. 10-«, 7 «1,18. 10«. 

Betont sei, daß der berechnete Wert von r aus zwei 
Gründen za groß sein muß. Voraussetzung mußte ja sein, 
daß die Abnahme des Leitvermögens nach der Tiefe hin in 
den beiden angezogenen FÜlen dieselbe sei. Demgegenüber 
ist leicht zu erkennen, daß bei der dünnen auf Glas auf- 
sitzenden Jodsilberschichty von deren Bflckseite die hinzu- 
diffondierten Ionen nicht wegdifiundiem können, das Konzen- 
trationsge&Ue ein kleineres ist als in der dicken Membran, 
und daß deshalb in ersterer Y Yerhahnismäßig zu klein ge- 
messen, also r zu groß berechnet wurde; doch dürfte dieser 
Fehler von geringer Bedeutung sein. Schwerer könnte wohl 
der Umstand ins Gewicht fallen, daß das Austreten der Licht- 
ionen aus der Oberfläche der belichteten Membran in die um» 
gebende Flüssigkeit nicht berücksichtigt werden kann; würde 
das geschehen, so würde für r in (7) ein geringerer Werl ein- 
zuführen sein als er sich aus (8) ergibt. Wenn aber r kleiner 
wird, dann lunß auch kleiner werden, damit die Gleichungen 
erfüllt bleiben; dem berpchneten Wert von y kommt somit die 
Bedeutung eines obereu Ureuzwertes zu. Also wird, da 

9 

gesetzt war, 



oder da (> ^ 1, 
(10) 

85. Eine zweite zahlenmäßige Beziehung zwischen a und 
A, welche in Verbindung mit der eben ermittelten die Iso- 
lierung beider Größen ermöglicht, läßt sich gewinnen aus der 
Geschwindigkeit, mit welcher die Jodsübermembran nach Be- 



und 

^<2,(W).10», 
-J^<2.Ö0.10». 



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Fkaioelekiris^e Brsehemunffen am fmehien JodsUber, 449 

ginD ddr Verdimkeliuig dem definitiTeii I>aiikelwid6r8iaiid zu- 
strebt 

£b möge nm&chst die bei den eiDScUlgigen Versncben be- 
nutzte «qrarimentelle Einricbtang beschrieben werden. Mittels 
einer rotierenden, mit Bektorenförmigen Ausschnitten yersehenen 
Pappscheibe wurde eine intermittierende Belichtung der Jod- 
silbermembran hergestellt; ein auf der Pappscheibe befestigter, 
also synchron mit ihr umlaufender Unterbrecher yermittelte in 
den geeigneten Augenblicken während ganz bestimmter Zeit- 
dauern den Eontakt mit einer Brückenanordnung, welche den 
während dieser Kontaktzeit herrschenden mittleren Widerstand 
der Membran zu messen gestattete. Da hierbei, der starkeu 
Polarisierbarkeit der Membran wegen, Gleichstrom nicht ver- 
wendet werden durfte, andererseits aber die üblichen Wechsel- 
strommeßinstrumente geringe Empfindlichkeit besitzen, wurde 
unter Vermittelung eines rotierenden Stromwenders aus einer 
kleinen Akkumulatorenbatterie erhaltener kommutierter Gleich- 
strom benutzt, dessen Intensität in der Diagonale der Brücken- 
schaltung, nachdem er durch einen zweiten, mit dem ersten 
mechanisch fest verbundenen und synchron laufenden Strom- 
wender in gleichgerichteten Strom zurückvorwandelt worden 
war, mittels eines empfindlichen Galvanometers gewöhnlicher 
Art ziemlich genau gemessen werden konnte. Die ganze An- 
ordnung gestaltete eich folgendermaßen. Die Pole der Gleich- 
etromquelle waren mit zwei auf dem ersten Stromwender 
schleifenden Kontaktfedern verbunden; zwei weitere Federn 
nahmen den kommutierten Strom ab, der nun zwei gegnüber- 
Üegenden Eckpunkten des Brückenschemas zugeleitet wurde. 
Yen den beiden anderen Eckpunkten fllbrten unter Ver- 
mittelung des anfenge erwähnten , an der Pappscheibe be* 
festigten Unterbrechers Drithte zu zwei auf dem zweiten 
Stromwender schleifenden Federn, während die beiden anderen 
Federn desselben durch das Galvanometer geschlossen waren. 
Die beiden Stromwender einerseits und die Pappscheibe mit 
Unterbrecher andererseits wurden durch je einen Elektromotor 
angetrieben. Das von der Bogenlampe ausgehende Strahlen- 
bttndel fiel, nachdem es die geeigneten Farbgläser durchsetzt 
hatte, auf die rotierende Pappscheibe und traf intermittierend 
<den unmittelbar hinter letzterer angestellten Trog mit der 

Amudmi d«r Vhjtik. IV. Folge. 16. 89 



450 



M,SchoiL 



Jodsilbermembran. Die Pappscheibe besaß zwei Ausschnitte, 
die je 90 umfaßten; es wechselten also bei einer Umdrehung 
zwei Belichtungs- und Dunkelperioden von gleicher Dauer mit- 
einander ab. Der Stromunterbrecher trug auf seiner Peripherie 
zwei Kontaktstücke, die sich je über einen Winkel von 45** 
erstreckten, so daß während einer Umdrehung der Galvano- 
meterkreis zweimal geschlossen wurde and die Kontaktdauer 
in Summa ganzen Zeit betrag. Die Kontaktfeder für 

den Stromunterbrecher war an einer, den ßürstenhebeln der 
Dynamomaschinen ähnlichen Vorrichtung befestigt, die es ge- 
stattete, den Kontakt an eine beliebige Stelle der Belichtnnga- 
periode zu legen. 

Wurde, während zunächst zwischen Bogenlampe und rotie- 
render Scheibe ein undurchsichtiger Schirm eingeschoben war, 
die ganie Anordnung vnter Strom gesetsti so zeigte im all» 
gemeinen das OalTanometer keine gute RnhelagOi sondern 
schwankte in einem Bereioh von mehreren Skalenteilen nn- 
regelm&ftig hin und her. Der Grand hierftr ist darin za 
suchen, daB die Eommutationen des Stromes in den beiden 
Stromwendern nicht stets genau zur gleichen Zeit stattfinden, 
daß Tielmehr geringe Yerschiedenheiten in den Breiten der 
Kontaktstreifen auf der Peri^rie der walzenfilxmigeii Strom* 
wender zu unregehn&ßigen StromstOfien Anlaß geben. Natftr- 
Hch sind diese Schwankungen der Ruhelage geringer, wenn die 
Einstellung des Brückendrahtes dem Widerstandsverhältnis ent- 
spricht, wenn also überhaupt g:eringe Ströme den öalvano- 
meterkreis durchfließen , ganz kam aber uucli hier die Nadel 
nicht zur Ruhe. Im übrigen konnten die Schwankungen ver- 
ringert werden durch Verwendung eines nicht zu schnell 
schwingenden Maguetsystems, sowie durch möglichst sorg- 
fältig Einstellung der Kontaktfedern an den Stromwendern, 
derart, daß die Unterhrechungsstellen an zusammengehörigen 
Federn möglichst gleichzeitig vorübergingen. Nun ließen sich 
Widerstandsmessuugen der Meiuhran in ganz derselben 
Weise vornehmen wie von Draht widerständen; die Walze 
der Kohlrauschschen Brücke konnte leicht so eingestellt 
werden, daß das Galvanometer im Mittel dieselbe Ein- 
stellung zeigte wie im stromlosen Zustand, und daß Ab« 
weichungen von dieser Einstellung sich durch Krscheinen 



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Phoiaelekiriseke JSrseheinvnffen am fmehUn JodsÜber, 451 



höherer oder niederer Zahlen im Ablesefernrohr dokumen- 
tierten. Die Größe der Galvanometerausschläge , die einer 
bestimmten Verschiebang des auf dem Draht gleitenden 
Kontaktes entsprechen, also die Empfindlichkeit, nahm wegen 
der Häufüng aller Unregelmäßigkeiten bei den Kommu* 
tationen mit steigender Zahl der Stromwechsel ab; daher 
konnte diese nicht größer als etwa 80 pro Sek. gewAhlt 
werden. 

' Nachdem nmimehr der Brflckenwalze eine solche Ein- 
stellnng gegeben worden war, daß das Galvanometer nm den- 
jenigen Punkt schwankte I der dem stromlosen Zustand ent- 
sprach, wurde der Schirm zwischen Bogenlampe und rotierender 
Scheibe entfernt und beobachtet, ob und welcher Ausschlag 
des Galvanometers dabei erfolgte. Mn tolcher war nun niemaii 
zu erkennen, wenn der Schluß des Galvanometerkreises nicht 
vor dem Augenblick begann, in dem die Belichtung der Membran 
eben geendet hatte; dagegen entstanden stets dann deutliche 
Verschiehungen der GalvanometereinstellnDg, wenn ein mehr 
oder weniger erheblicher Teil der Kontaktzeit mit der Be- 
lichtuiigsperiode zusammenfiel. Wurde nun — wieder bei 
dauernder Dunkelheit — der Galvanometerausschlag de fest- 
gestellt für eine bestimmte Kinstellungsänderung da der Brücken - 
walze, und danach diejenige Verschiebung A der Walzenein- 
stellunp ermittelt, welche bei dauernder Belichtung, wüiirend 
also die Pappscheibe stillstand, das Galvanometer auf den dem 
stromlosen Zustand entsprechenden Punkt zurückbrachte, so 
ließ sich hieraus und aus dem Betrag e der Galvanometer- 
schwankung leicht eine obere (Trenze für die Abweichun^^ des 
mittleren, während der Kontaktzeit herrschendenWiderstandes jr 
vom definitiven Dunkehvert lü^ berechnen. Der bei der inter- 
mittierenden Belichtung unter den geschilderten Umständen 
entstehende Ausschlag des Galvanometers kann ja höchstens 
den Betrag 8 haben, während der bei dauernder Belichtung 
unter sonst den gleichen Bedingungen (gleicher Kontaktdauer etc.) 
entstehende Ausschlag, wie er also einer Verschiebung A der 
Brücken walze entspricht, A.dejda betragen würde. Da nun 
der das Galvanometer durchfließende Strom t, falls die beiden 
Widerstandsverhftltnisse in den vier Zweigen wenig voneinander 
abweichen, deren Differens nahe proportional ist, so werden 

29* 



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452 



M. Schon 



die beiden eben genaonteu GaI?aiiometei»asBchlä^e, die ja 
jeweils die Größen 

messen, worin r die Kontakldauer, T die halbe Umdrebmig 
der Fappsoheibe bedeutet» in dem Verhältnis stehen 

_ , 

0 

wenn w den als Funktion der Zeit sn betrachtenden Momentan« 
wert des Membranwiderstandes darstellt Es besteht also die 

Beziehung 

« 

9_ ^ 0 ^ 

, de — (f9tf » tci)< 

Beieiohnet nnn ut^ den mittleren, wfthrend der Kontaktzeit 
herrschenden Widerstandi ist also 

T 

0 

somiL 

ff 

0 

SO wird 

(11) m^^Q^s-p.. 

Bei dem schwacli absorbierbaren grünen and blauen Licht, 
ftir das die Widerstandsändemng nach Torheriger violetter 
Bestrahlung groß ist, fiel dieser obere Grenzwert für das Vei^ 
h&ltnis Q klein aus. So ergab sich für blaue Bestrahlung, 
wenn die Verdunkelung der Membran gleichzeitig Tnit dem 
«Schluß des Galvanometerkreises erfolgte und die Zahl der 



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FhotoehkiriMche Erteh^mamgen am feuehUn Jodailber, 45B 

Umdrehungen des Unterbrechers 350 pro Minute, somit die 
Dauer eines Kontaktes 

r = - . = 0.021Ö Sek. 

betrug: 

de mm Sfi mm ftr dawm 0,020 , A ■= 0,050 , < » 0,5 mm , 

somit 

n. -d o>5 0,020 ^ 

Wesentlich ungünstiger liegen die Verhältnisse bei violetter 
Bestnibliing. da hier die ganze Widerstandsänderung, also //, 
sehr viel kleiner ist, während natürlich der den Grenzwert 
von Q bestimmende Betrag a der unregelmäßigen Galvano - 
meterschwankungen nicht geringer als im Yorigen Fall wird. 
Durch sorgfältige Beachtung alles dessen, was die gesamte 
Empfindlichkeit erhöhen kann, war es schließlich möglich, bis 
zu folgenden Werten zn gelangen: bei t = 0,0167 Sek. betrug 
€=0,5 mm, rfe=10mm für r/a = 0,010 nnd ^'=0,012 för 
die gesamte, Violett und Dunkelblau umfassende Strahlung, 
wie sie von der Kombination BlauTiolettglas + Violettglas 
durchgelassen wird* Durch besondere Versuche von der früher 
beschriebenen Art war festzustellen« daß die Widerstands- 
&ndemng, welche dem reinen violetten Licht zukommt, etwa 
55 Proz. von der gesamten, durch den Strahlenkomplez be- 
wirkten Widerstandsftndemng betrug; somit ist zu setzen 

0,55.0,012 »»0,0066. 
Aus diesen Daten berechnet sich 

-pb66•"TÖ-"■^'^^^• 
Zweifellos würde diese Grenze von Q noch erheblich herab- 
zudrücken sein durch Verwendung reiner violetter Strahlung 
größerer Intensität, sowie durch Benutzung von Wechselstrom 
in Verbindung mit einem hochempfindlichen Instrument zu 
dessen Messung, etwa dem neuerdings von DuddelP) be- 
schriebenen „Thermogalvanometer". Einstweilen aber kann 

1) W. Duddeli Phil. Mag. 6. p. 91. 1M>4. 



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454 



ü, 6cholL 



nur behau ptet werden, daB Q die ungegebenen Werte nicht 
überschreitet; mit diesen ist daher weiter zu rechnen. 

Natürlich ist es erfurderlich, Gewißheit darüber zu ge- 
winnen, ob bei der intermittierenden Belichtung die Bestrahlungs- 
zeiten jeweils ausreichend waren, die Membran den definitiven 
Hellwiderstand annehmen zu lassen. In ähnlicher Weise wie 
vorher wurde der mittlere Widerstand der Membran bestimmt, 
wie er während einer Kontaktzeit herrschte, deren Beginn 
durch geeignete Verschiebung des Bürstenhebels an den Be- 
ginn der Belichtungszeit verlegt worden war. Diese Messung 
wurde in der Weise angestellt, daß der Galvanometerausschlag, 
welcher durch Entfernen des vor der rotierenden Pappsebeibe 
befindlichen Schirmes, also durch Einleiten der intermittieren- 
den Belichtung entstand, verglicben wurde mit dem Be- 
trage A.dejda des Galvanometerausschlages^ der bei den 
gleichen Kontaktverhältnissen dem Ül^ergang des Membran* 
Widerstandes aus dem definitiven Dunkelwertin den definitiven 
Hellwert entsprechen würde. £^ Unterschied lieB sich nicht 
feststellen, indes darf, gem&ß der geringen Genauigkeit dieser 
Versuche^ nur behauptet werden, daß die Differens kleiner als 
etwa 2 — 8 Proz. ist Berücksichtigt man nun, daß demnach 
der zu Ende der Kontaktzeit herrschende Membranwiderstand 
sicher um weit weniger Tom definittTcn Hellwiderstand ab- 
weicht als 2 Proz. der bei der Belichtung geschehenden Wider- 
standsftnderuDg, und ferner, daß die Belichtungszeit das Doppelte 
der Eontaktdauer beträgt, so ergibt sich, daß ohne Bedenken 
der Widerstand, den die Membran besitzt in dem Augenblick, 
in welchem die Verdunkelung eingeleitet wird, gleich dem defi- 
mtiven Hellwiderstand gesetzt werden darfl 

Der zeitliche Verlauf des Membranwiderstandes nach Ver- 
liuükelung würde nun erst bekannt sein, wenn die vollständige 
Lösung der Difi'erentialgleichung [6) mit den (jirenzbedingungeu: 



gegeben wäre. Die Erledigung dieser Aufgabe bietet aber 
erhebliche mathematische Schwierigkeiten; daher sei ein Weg 
vorgezogen, der zu einem dem voriiegendeu Zweck genügenden 




und 



A»0 



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PhotoelektnMehe Eraehtuumgm am feuchten Jadniber, . 455 



Grenzwert fuhrt. Es werde der Fall behandelt, daß bei kon- 
stanter Lichtstärke in der ganzen Membran die Konzentration 
der Lichtionen und demnach das von diesen herrührende Leit- 
Termögen A nur von der Zeit, nichtr mehr vom Orte abhänge, 
daß also der Einfluß der DifTusion in Wegfall komme. Dann 
Terschwindet aus Gleichung (3) das DifFosionsglied; die zu 
lösende Gleichung lautet also 

(12) 4f— 

mit den Qtensbedmgungen 

X =a für / « 0 und A = 0 für f = oo . 

Deren Integration liefert 

(18) X- 

Nun ist nach (11) 



folglich, nach Substitution tou X aus (18) und Ausfuhren der 
Integration 

(U) <2 = i£±i^.,„(, + .^^.). 

Fahren wir in (14) für A^ denjenigen Wert von allen in 
der violett bestrahlten If embran Torkommenden Werten ein, 
▼elcher Q den kleinsten Betrag Q' annehmen IftBt, so wissen 
wir, daß das wirklich fllr die ganze Membran gtfltage Q grdBer 
ist als das so berechnete Q", daß somit gem&ß (II) sicher die 
Ungleichung gilt 

^ ^ A de 

Dieses Minimum tou Q wird, wovon man sich durch Diffe- 
rensieren nach A. leicht überzeugt^ erreicht für ein größtes A^, 
also flkr A^sA,^; mithin ist 



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456 



IL SehM 



Setzt man in diese BeziehuBg die für violette StraMiiDg 
gefundenen Werte ein, nämlich 

- 150 . 10-S T - 0,0167 , ^ ^ ^ « 0,076 , 

sowie / « 5,8 . 10-^ so entsteht 

In/l + 0,866 . 10-' -j\ < 0,646. 10 " , 

d. h. 

(15) ^> 6,18. 10». 

Durch Division der Beziehungen (15) und (10) ergibt sich endlich 

^ 2,6Q.I0» • 

also 

(16) ^>2470. 

86. Da nach Froherem die Auffassung gerechtfertigt er- 
scheint, daß die bei Belichtung gebildeten Ionen sich durch 
das ftü» Jodsilber hindurch bewegen, werden ?rir nach allem, 
was Aber solche Verhältnisse bekannt ist, erwarten, fftr die 
Wanderungsgeschwindigkeit dieser Ionen in der Jodsilber« 
membran recht geringe Werte zu finden, jedenfalls kleinere, 
als sie in wässeriger Lösung auftreten würden. Vergleicht niaii 
aber das oben gefundene A — -f Z^: > 2470 mit den uua- 
logen, in wässerigen Lösungen bestimmten Werten für solche 
luneupaare, an die vom Standpunkt unserer Voraussetzungen 
hier am ehesten zu denken wäre, z. B. AgJ mit A — r-'2, 
KJ mit A ^^131 und ähnliche, so erkennt man, dab die er- 
mittelten Beweglichkeiten im festen Jodsilber mehr als das 
2U-fache betragen von denjenigen, die für Ionen von wahr- 
scheinlich derselben Art in wässeriger Lösung bekannt sind; 
selbst für das schnellste lonenpaar H'*"-f 0H~ würde im W asser 
A erst gleich 402 sein, also immer noch weniger als ^/^ des 
beobachteten Wertes. Wollen wir also unsere Voraussetzungen 
aufrecht erhalten — nnd deren Wesentliches beruht in der 
Vorstellung, daß die Lichtwirkung einen elektrolytiaohen Prozeß 
auslöst, der Ionen der gewöhnlichen Art erzeugt — so mllasen 
wir zur Ejrklärung der Messungsergebnisse diesen Ionen Be- 
weglichkeiten zuschreiben Ton durchaus unwahrscheinlich hohem 
Betrag. Berflcksichtigen wir, dab das ermittelte A nur einen 
unteren Grenzwert darstellte, daß die zahlreichen Vemach- 



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FhotoeUktrueht Er$ekeumngtn am feuchten Jodtilher, 467 

lässiguDgen und Vereinfachungen, die ja alle in diesem Sinne 
wirken, die Grenze vermutlich recht tief herabgezogen haben, 
daß insbesondere eine genauere Bestimmung der Geschwindig» 
keitseinstellung des Widerstandes beim Verdunkeln aller Wahr- 
scheinlichkeit nach für A einen erheblich größeren Wert er- 
geben würde, bedenken wir ferner, daß alle eingeführten 
Voraussetzungen, mit Ausnahme der vorhin als wesentlichste 
bezeicbneten , kaum großen Einfluß auf das Resultat haben 
können, daß es z. B. gleicbgflltig ist, ob wir an Stelle von ein- 
wertigen Ionen zweiwertige seüEen, weil dann ja andi der Ver« 
gleich mit den in wftBseriger Lösung bestimmten ^«Werten 
für zweiwertige Ionen gezogen werden mufi, so erscheint die 
Annahme gewöhnlicher elektrolytisdier Ionen im lichte kaum 
haltbar. Damit ist denn, wenn auch kein strikter Beweis, so 
doch eine starke Stütze für die oben herfihrte Anschauung ge- 
geben, daß die Lichtionen, wenn, auch nicht in ihrer Gesamt- 
heit, 80 doch zum überwiegenden Teil Ton ganz anderer, 
Idchter heweglieher Art, daß sie also wohl freiß Mlekiranai 
seien. 

Diese Vorstellung würde besagen, daß feuchtes Jodsilber 

bei violetter Bestrahlung metallisches Leitvermögen gewinnt. 
Das aber kommt heute nicht überraschünd. Die von Lenard 
beschriebenen Erscheinungen des Austritts negativer Elektronen 
aus ultraviolett oder mit Kathodenstrahlen belichteten Ober- 
flächen fester Körper deuten dsirauf hin, daß diese Elektronen 
aus den Atomen stammen, aus denen sie tlurch die Strahlen- 
wirkung erst losgelöst werden. Und da die Wirkung in nicht 
unerhebliche Tiefen dringt^), also keineswegs auf die Ober- 
fläche allein beschiiliikt ist, so muß auch im Innern des festen 
Körpers durch Bestrahlung die Konzentration der negativen 
Elektronen erhöht werden. Ein Stoß also, der das Lenard- 
sche oder auch das Hallwachssche Phänomen zeigt, muß 
hei Durchstrahlung zu einem besseren Leiter der Elektrizität 
werden; und diese Leit^igkeitszunahme muß metallischen 
Charakter haben. Versuche TOn ßädeker*) über den Ein- 
fluß ultravioletter Belichtung auf den Widerstand dünner 



1) £. Ladenburg, Ann. d. Phys. 12, p.558. 1908. 
3) K. Bftdsker, Leipi. Ber. 56. p. 108. 1908. 



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458 



ILSehütt. 



Aiitiniüii- imd Platinspiegel waren allerdings ohne Erfolg; 
indes mag bei diesen Körpern gegenüber der ohnehin schon 
großen Klektronenkonzentration deren Zunahme im ultra- 
violetten Licht verschwinden. Weit aussichtsreicher müssen 
diese Versuche bei Substanzen ersclieinen, deren Leiltahigkeit 
im Dunkeln gering ist, also etwa bei den schwach leitenden 
festen Elektrolyten, deren ja viele lichtelektrisch empfind- 
lich sind. 

Die Vorstellung einer Entbindung freier Elektronen in 
feuchtem Jodsilber durch Einwirkung oszillierender elektrischer 
Kräfte würd& also prinzipieU Neues nicht enthalten; lediglich 
die Periode der wirksamen Schwingung wQrde bei etwas 
anderen Werten liegen als wir sie bei den meisten Höht- 
elektrischen Erscheinungen zn finden gewohnt sind. Aber die 
l>eechriebenen Vereuche wttrden » immer natttrlich die Ziif> 
lAsBigkeit der in den lotsten AbsehniUen gemachten Annahmen 
und VernachlAsaigangen voraiugesetzt — seigen, daß in festen 
KOrpem mit abnorm großen Geschwindigkeiten sich bewegende 
Elektrisitfttstrtger vorkommen können. Dorfen wir diese, wozu 
nns die ganze Sachlage offenbar aasreichende Berechtigung 
gibt, als freie Elektronen ansprechen, so kann Itür letstere 
auBer der bisher allein bekannten Eigensdiaft, dem ungewöhn- 
lich großen Wert «//a, eine weitere, n&mlich nngewöhnlidi 
große Beweglichkeit in festen Körpern, als experimentell er- 
wiesen angesehen werden. 

Falls nun wirklich im violett bestrahlten Jodsilber freie 
Elektronen entbunden werden, was wird dann aus difsen im 
weiteren Verlauf des ganzen Vorganges? Ofienbar werden die 
Elektronen, indem sie am Ort ihrer Erzeugung, der Oberfl&che 
der Jodsilbermembran, die entgegengesetzte Elektrizität zurück- 
lassen, von hier aus sich nach beiden Richtungen in die Flüssig- 
keit und in tiefere Schichten der Membran hinein bewegen 
und nach längerer oder kürzerer Zeit absorbiert werden. 
Damit ist nun ein elektrisches Doppelfeld entstanden ; die 
algebraische Summe der beiden Putentialditierenzen muß einen 
Teil der an der Membran beobachteten Potentialverschiebungeu 
ausmachen. Aber dieses elektrische Feld ist nicht beständig; 
die allenthalben vorhandenen elektrolytischen Ionen werden, 
den elektrischen Kräften folgendi einen Ausgleich der Potential'' 



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FJuUoeUktruche Brtchmnungen am feuchtm Jodtilber» 459 

difterenzen herbeiführen, sobald die Belichtung uud damit die 
.Bildung freier Elektronen unterbrochen worden ist. 

Aus dieser Vorstellung ergeben sich nun zwei Folgerungen. 
Zunächst müssen durch die Bewegungen der elektrolytischen 
Ionen in dem erwähnten Doppelfeld Bäume geschaffen werden, 
welche Ton Elektrizitätsträgern mehr oder weniger entblößt 
sind, deren spezifischer Widerstand also zugenommen hat 
Während vor der Belichtung die Verteilung der Ionen in jeder 
der beiden Phasen eine gleichmäßige war, ist sie nach erfolgter 
Verdunkelnng bei derselben mittleren Konsentration ungleich- 
mäßig geworden; dann aber muß der gesamte Widerstand 
grOfier geworden sein, imd eben das ist es ja, was bei allen 
Versuchen mit violetter Bestrahlung und in allen Losungen 
so auflallend sutage trat. 

Und weiter. Dorch die Bewegong der elektrolytischen 
Ionen in dem erwähnten elektrischen Doppelfeld werden zwar 
die Potentialdifferenien des letsteren allmählich ausgeglichen; 
aber das kann nicht momentan geschehen, vielmdir ist daiu 
um so längere Zeit erforderlich, je weniger Ionen znr Ver- 
illgung stehen, je verdünnter also der Elektrolyt ist Damit 
wfirde denn die früher geschilderte Tatsache durchaus ver- 
ständlich erscheinen, daß beim Verdunkeln die Potentialver- 
Schiebungen langsamer erfolgen als die Widerstandsänderungen, 
und zwar um so mehr, je verdünnter die KJ-Lösung ist. Aller- 
dings würde der Potential verlauf in der KNOj- Lösung auch 
damit nicht erklärt sein. 

37. Wenn nun auch nach allem Mitgeteilten die Bildung 
freier Elektronen im belichteten Jodsilber wahrscheinlich ist, 
80 darf doch kaum angenommen werden, daß bei dem ganzen 
Prozeß gar keine Ionen der gewöhnlichen Art entständen. 
Denn es würde am besten zu verstehen sein, weshalb die 
photographische Empfindlichkeit des Jodsilbers so auffallende 
Parallelität aufweist mit der photoelektrischen wenn man 
annimmt, daß auch das Jodsilber selbst beim Belichten in 



l)Die pbotographiflche Empfindlichkeit sowohl des Jodailberdagnerreo- 
typs wie .der Jodsilberkoliodplatte aehoeldet gaas ebenso wie et die 
photoelektcisehe Wirkuag am reinen Jodailber tot, scharf ab nahe bei 
0 - 481 ^ 



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460 



ü. Sciutä. 



seine Ionen A^"*" und J~ zerfällt^); docli wird man sich die 
Konzentration dieser Ionen so klein vorzustellen haben, daß 
die Löslichkeitserhöhung des Jodsilbers unmerklich bleibt, wie 
denn auch der EinfiuB auf das Leitvermögen entsprechend ge- 
ring anzunehmen ist. 

Die Trennunj? der Ionen Ag"*" und .J~ könnte wohl un- 
mittelbar durch den Eintiuß des Lichtes geschehen; dieses 
würde auf die in gleicher Periode schwingenden, in den iMole- 
kularverband eingefügten elektrischen Ladungen einwirkend, 
bald letztere abspalten^ bald die Jodsilbermolekel in ihre Ionen 
zerlegen. Aber noch eine andere Möglichkeit ist gegeben: 
man kann den bewegten negativen Elektronen, die ja nichts 
anderes daretellen als Kathodenstrahlen, alle chemischen Wir- 
kungen und so auch die Dissoziation des Jodsilbers in Ag**" 
und J~ znachreiben. Damit ist gleichzeitig eine einfache Er- 
klärung gegeben, weshalb die photographische Wirkung des 
Idchtee mit deijenigen der Kathodenstrahlen so Tielfache Ähn- 
lichkeit zeigt Ob diese Anschaumigen so weit ausgedehnt 
werden dürfen, daß auch in anderen Fällen photoohemische 
Reaktionen als sekundere Folgen von primftr durch den Ein- 
fluß der Belichtung erzeugten Kathodenstrahleu aulzulassen 
sind, mttssen weitere Versuche lehren. Die. Abspaltung freier 
iUektronen durch Einwirkung Ton Liehtwellen wttrde man am 
ehesten da vermuten müssen, wo die in den Molekulanrerband 
eingefügten Ladungen möglichst ungedämpft zu sdiwingen 
▼ermögen, weil hier die zum Zerfall ausreichende GrOße der 
Amplitude am leichtesten erreicht wird; und das muß dort 
geschehen, wo recht ausgesprochene selektiTe Absorption vor- 
liegt, wie das ja in der Tat beim Jodsüber der Fall ist. Wenn 
nun eine derartig absorbierende Substanz durch Katboden* 
strahlen modißziert wird, dann wäre nach dem Gesagten zu 
erwarten, daß die gleiche Verüadening unter dem EintiuB der- 
jenigen Liclit:irt auftritt, welche muximule Absorption erfährt. 

KnUlich wäre es möglich, daß der gegen rote, grüne und 
blaue Strahlung emptiudhche Stoff, der durch violette Vor- 

1) Ober die Anriebt, dafi ehemiaehe UmMlniDgeii nar tn Ionen vor 
rieh gehen, vgl. W. Ostwald, Lehrb. d. allL-. Ch. mie IP, p. 788. iSSS 
Vgl. auch die AnBcbauungeD von Sv. Arrbenius 1. c. fibvr den vor- 
li^endeu Fall. 



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J^hotoeUktrische Erscheinungen am feudUen Jodsilüer, 461 

bolichtung entstand, ebenfalls der Einwirkung der Kathoden- 
strablen auf das Jodsilber entspringt; dann müßte die Behand- 
lung feuchten Jodsilbers mit Kathodenstrahlen denselben Effekt 
liefern wie eine violette Vorbelichtung. Auch diesbezüglich 
sind weitere Versuche erforderlich. 

Wenn nun zum mindesten die Vermutung nicht abzu- 
weisen ist, daß bei violetter Bestrahlung von Jodsilber in «liesem 
freie Elektronen auftreten, somit sein Leitvermögen wenigstens 
teilweise ein metallisches wird, dann können die Potentiale, 
die an den Jodsilbermembranen beobachtet wurden, nicht mehr 
mit Sicherheit als reine Diffusionspotentiale bezeichnet werden. 
Welcher der verschiedenen Vor^i^änge — Diffusion der Elek- 
tronen und der elektrolytischen Ionen sowie Ladungsaustausch 
zwischen Oxydations- Reduktionsmittellösung und metallischer 
Elektrode — vorzugsweise potentialbestimmend wirkt, ist einst- 
weilen nicht anzugeben. 

28* Was endlich die Natur der Ionen betrifft, wie sie 
durch Einwirkung langwelliger, etwa grüner Strahlung auf die 
durch violette Vorbelichtung beeinflußte Jodsilbermembran ent- 
stehen, 80 lassen sich darüber nur unsichere Vermutungen auf- 
stellen. Durch vorhergehende violette Bestrahlung kann die 
Jodsübennembran in einen Zustand gebracht werden , in dem 
das grfine Licht der Bogenlampe den Widerstand anf etwa 
80 Proz. des Dnnkelwertes herabsetzt, in dem also die Leit- 
fähigkeit der vorderen, von Lieht der vollen Litensit&t ge- 
troffenen Schicht sicher anf weit über das Dreifache ansteigt 
Wenn nun auch eine dementsprediende Löslichkeitserhöhnng 
des violett vorbelichteten Jodsübers im grttnen Licht unzweifel- 
haft nicht vorliegt, so l&Bt sich dodi hieraus nicht schliefien, 
daB es unmöglich sei, die Zunahme des Leitvermögens auf 
Ionen der gewöhnlichen Art znrückzufbhren; denn die Löslich- 
keitserhdhnng wttrde ja nur für den im violetten Licht ge- 
bildeten Stoff notwendig sein, und für diesen könnte sie vor- 
handen sein, ohne anf dem besdiriebenen Wege erkennbar zu 
werden. Eine Brmittelung der Beweglichkeiten der im grünen 
Licht aufbetenden Elektrizxtfttstrftger in derselben Weise, wie 
sie für die durch violette Bestrahlung gebildeten Ionen durch- 
geführt werden konnte, ist hier nicht möglich, weil wegen des 
tiefen Eindringens des wirksamen Lichtes die Grundlage zu 



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462 



ü. SchoU, 



jener Berechnung fehlt, daß nämlich die gesamte Dissoziation 
wesentlich beschräiikt sei auf eine unendlich dünne, oberHäch- 
liehe Schicht. Indes ist nicht zu verkennen, daÜ die Erschei- 
nungen, wie sie bei grüner Bestrahlung violett vorbelichteter 
Membranen auftreten, große Ähnlichkeit zeigen mit denjenigen, 
die bei Einwirkung violetten Lichtes auf die Membran beob- 
achtet werden. Es sei nur daran erinnert, daß in beiden 
Fällen die durch Bestrahlung verursachten Potentiaiverschie- 
buugen bei Verdunkelung langsamer zurückgehen als die Wider- 
standsänderungen und daß dies beide Male in verdünnten 
Lösungen stärker hervortritt als in konzentrierten. Man darf 
daher in beiden Fällen ähnliche Vorgänge vermuten: Abspal- 
tung freier Mektrooeu unter dem Eintiuü des Lichtes, 

Zuaammeuf&SBung. 

Die wichtigsten experimentellen P'rgebnisse der vorliegen- 
den Arbeit fügen sich SU dem im folgenden nochmals kurs 
skizzierten Bilde znsammen, das, wenn es auch in einzelnen 
Zügen noch unsicher und hypothetisch ist, doch einen klaren 
Überblick über dM Torliegende Beobaobtnngsmaterial liefert. 

In feuchtem, von wässerigen Salzldtnngen dnrohdmngenen 
Jodsüber spielen sich beim Belichten mehrere Prozesse ab^ 
Ton denen je nach Umst&nden der eine oder der andere be- 
sonders henrortreten kann. Zunftchst findet am normalen 
Jodid (oder vielleicht dessen höheren Jodiemngsstnfen) im 
ganien sichtbann Spektralbereich, nnd swar berilglioh seiner 
Intensität parallel laufend mit dem AbsorptionsTermögen des 
Jodsilben, ein dnrch die Anwesenheit freien Jods begftnstigter 
DissosiationsTorgang statt, bei welchem anßer den lonon des 
Jodsilbers freie, also wahrscheinlich negative Elektronen ent- 
stehen. Diese bewegen sich im festen Jodsilber, demselben 
metallisches LdtTermögen erteilend, mit weit größerer Oo- 
schwindigkeit als elektrolytische Ionen; im dankehi Jodsilber 
werden sie schnell absorbiert, vermOgen aber Iris sn ihrem 
Verschwinden Strecken Ton mehr als ein hondert^ Millimeter 
znrllckzalegen. 

Ein zweiter, neben dem genannten Dissoziations Vorgang 
▼erlaufender, darch dieselben Umstand*^, insbesondere auch 
dieselbe Lichtwirkung geförderter ProzeL* iickrt einen neuen 



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Phoioelekirüche ßrscAnmanffen am fevehien Jodsüäer. 463 

Stoff, der, im festen Jodsilber gelöst und in ihm mit großer 
Diffusionsgeschwindigkeit sich verbreitend, aus dem normalen 
Jodid weder durch Abgabe, noch durch Aufnahme freien Jods 
hervorsteht. Dieser Stoti" ist ebenfalls photoelektrisc)) erregbar, 
beim Belichten entstehen also auch in ihm neue Eiektrizitäts- 
träger; aber seine spektrale Empfindlichkeit ist wesentlich ver- 
schieden von der des normalen Jodsilbers, die maximale Wir* 
kang liegt bei erheblich längeren Wellen. Schon im Dunkeln, 
noch mehr aber in den Lichtarten, die photoelektrisch auf ihn 
einwirken, ist der Sto£f unbeständig, er erleidet eine Umwand- 
lung, die wahrscheinlich zu den Ausgaogsprodokten zurück- 
fährt. Als Resultat der beiden einander entgegenarbeitenden 
Yorgftnge, nämlich der Bildung und der Umwandlniig des er« 
wähnten Stoffs, ergibt sich fCU* dessen Konzentration ein von 
Intensit&t nnd Farbe des einwirkenden Lichtes abhängiger 
Oleichgewichtswert, der im Violett am höchsten^ im Bot am 
niedrigsten liegt 

Auf die an den beiden photoelektriseh empfindlichen Snb- 
stanaen geschehenden DissosiationeTorgSoge^ die mit Bewegung 
elektrischer Ladungen yerknOpft und somit elektromotorisch 
wirksam sind, ist sicher ein Teil der Belichtungspotentiale 
xurQdcsufÜhren, die Becquerel an Platinelektroden, welche 
Überxug ron Jodsilber yenehen sind, beobachtete; 
aber ein anderer und vielleicht überwiegender Teil muß zu- 
geschrieben werden der wohl als Neben- oder Folgereaktion 
dnes der beschriebenen Prozesse anfznfessenden Entbindung 
▼on freiem Jod, welch letzteres das Potential der Platinelek- 
trode gegen den Elektrolyten erhöhte 

Zum Schluß sei es mir gestattet, meinem hochverehrten 
Chef, Hrn. Prot. Dr. 0. Wiener, meinen herzlichsten Dank 
auszudrücken für so mancheu wertvollen Kat bei Durchführung 

der vorliegenden Untersuclmng. 

Leipzig, Phys. Institut der ÜDiversität, im Oktober 1904* 
(Btogegangeo 12. Januar 1905.) 



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464 



2. Versuche 

mut* Ermittelung des Jjuftwiderstandes, dessen 
Abhängigkeit von der OesehwindigkeU und der 
OestaU der Körper; ven Albert Franko 



So nRheliegend der Wunsch ist, die Gesetee des Wider- 
etaDdea sicher za erkennen, welchen die ans umgebende liuft 
bewegten Körpern entgegensetzt, oder weiehen die bewegte 
Luft auf ruhende KOrper ausübt, so unsicher sind die Er- 
gebnisse der zu diesem Zwecke angestellten Forschungen, so 
daß die hier bestehende Lttcke bei den gesteigerten Anforde- 
rungen an rasche Dnrchmessung groBer Entfernungen sehr 
fahlbar geworden ist 

loh habe mich deshalb bemüht, den Luitwiderstand ver- 
schiedener KOrperformen zu ermitteb, um auf diese Welse 
sichere Grundlagen über den Einfluß der Gestaltung der KOrper 
auf den Luftwiderstand zu gewinnen, und hierbei ein Ver- 
fahren zur Anwendung gebracht, welches einen hohen Grad 
Ton Genauigkeit gewfthrleistet, weil es Fehlerquellen anderer 
Versnchsmethoden vermeidet, die bei der großen Empfindlich- 
keit des Luftwiderstandes gegen äußere Einflüsse die Ursache 
der bisher noch auf diesem Gebiete bestandenen Unsicherheit 
gewesen sind. 

Als ein zu diesem Zwecke vortrefiFliches Mittel hat sich 
mii die Peiidelbewegiing der Versuchskörper bei großer Pendel- 
länge und großem Schwingungsbügen im geschlossenen Räume 
erwie>en. Ein früher «ils Aula dienender Raum der Tech- 
nischen Hochschule zu H.mnnver, welcher jetzt dem physi- 
kali>c lu n Institute überwiesen ist, wurde mir von dem Professor 
der Physik Hrn. Dr. l>ietorici zur Anstellung der beab- 
sichtigten Unlersuchungen bereitwilligst zur Verfügung gestellt. 

Hier konnte ich eine Pendellänge von 12,7 m bei einem 
Schwingungsbogen von mehr als 13 m Liinge verwenden, wobei 
die Aufhängung in einer Weise bewirkt wurde, daß der 
schwingende Körper sich nur in einer senJorechteu Ebene be- 



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Tersuehe zur ErmUtthing des JAifiwidersiandet, 465 



wegen konnte, wahrend jede Drehang nm die Pendelachse aus- 
geschlossen war. 

Das in irgend eine Anfangslage gebrachte und sodann 
sich selbst überlassene Pendel kann wegen des Luftwiderstandes 
natürlich nicht bis zu seiner Ansgangslage zurückgelangen, Tiel- 
meltr dnroU&aft sein Schwerpunkt immer kleinere Schwingongs« 
bogen, deren Endpunkte die Fallhöhen und bei bekanntem 
Gewichte die fOae jede Doppelschwuigung angewendete Schwer^ 
kraftsarbeit des Pendels ermitteln lassen. Diese Arbeit dient 
lediglich dasu, den Luftwiderstand des YersuohskÖrpers und 
seiner Aulh&ngungsdrfthte, sowie die Beibung in den. Lagern 
zu ttberwinden. 

Bei gleichem Ablanfpunkte, i^cher Lufttemperatur und 
gleichem Barometerstande erreicht dasselbe Pendel bei ruhiger 
Luft selbst nach mehreren Hundert Schwingungen genau die 
gleiche Wechsellage wieder« so daß der von seinem Schwer» 
punkte durchlaufene Weg nach Tausenden Yon Hetem auf 
Millimeter genau duidi Beobachtung unmittelbar festgestellt 
werden kann. 

Infolge davon haben diese Pendel versuche zu Ergebnissen 
geführt, die nach verschiedenen Richtungen von Bedeutung sind. 

Sie bestätigen die Amialime, daß der Luftwiderstand vom 
Quadrate der Geschwindigkeit abhängt für sehr verschiedene, 
ja für außerordentlich kleine Geschwindigkeiten. Denn diese 
Abhängigkeit ließ sich mit Sicherheit überall feststellen, ob- 
gleich sich die während einer Doppelschwingung verrichtete 
Luftwiderstandsarbeit von der ersten bis zur letzten Schwingung 
bis auf 723400 ihres Anfangswertes verminderte. 

Sie ergaben für die Aufeinanderfolge der einzelnen Wechsel- 
lagen ein sehr einfaches Gesetz, dessen Geltung sich auf alle 
solche Fälle erstreckt, in denen die Dämpfung der Schwingungs- 
amplituden vom Quadrate der Geschwindigkeit abhängt. Sie 
gestatten endlich einen sicheren Schluß auf die Größe des 
Luftwiderstandes ebener Flächen und auf die Abhängigkeit 
des Luftwiderstandes von der Gestalt der Körper. 

Besohreibung der VerBUchsvorrichtung und der Versuche. 

In einer Höhe von 13|055 m über dem Fußboden wurde 
•eine gegen Dnrobbiegang gut Tersteifte Bohle befestigt und 

Amwloa dtr PhTdlb IV. Folf«. 16. 30 



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466 



Ä, Frmdu 



mit zwei untereinander verbundenen Fahrradiiaben der Adler- 
Fahrradwerke versehen, deren Außere Ränder um 500 mm von* 
einander entfernt waren, nnd zam Einhängen Ton swei kleinen 
Stahlbügeln dienten, von denen je zwei 0,7 mm starke Stahl- 
drähte nach dem Versuchskörper hinabfthrten. Die Qaer- 
Terbindnng bewirkte, daB keine Nabe gegen die andere Tor- 
eüen konnte, sieh vielmehr beide wie ein Edrper bewegen 
maßten. Der weite Abstand der oberen AnfhftngongBpnnkte ge> 
stattete dem Pendel lediglich eine Schwingung in senkrechter 
Ebene, wfihrend Drehungen am den Pendelarm verhindert 
Warden. 

Um die WechsellageD des Pendels nach jeder Doppel- 
schwingUDg genau bestimmen ra kdnnen, wurden Bretter nach 
einem Kreisbogen von 12,7 m, dem Schwingungsbogen des Pendels 
entsprechend ausgeschnitten, mit MÜlimeteirteilung Tersehen, 
durch feste Gestelle gehalten and parallel der Pendelbahn in 
solcher Entfernung Ton dieser aufstellt, daß die Luftbewegung 
dadurch nicht beeinflußt werden konnte. 

Ein auf der Teilung verschiebbarer Zeiger ließ sieh nun 
auf eine in der Mitte des Versuchskörpers angebrachte Marke 
einstellen, während seine Lage durch eine Bleiliuie neben der 
Teilung vermerkt wurde. 

Vor Beginn des Versuches wurde der Versuchskürper 
durch einen nach seinem Schwerpunkt gericliteten Faden in 
eine solche Lage gebracht, daß dieser um einen Winkel von 
30*^ aus der Lotlinie entfernt war, eine Lage, welclie dem Null- 
punkte der Millimeterteilung entsprach. Dabei mußte der 
Faden tangential zur Bahn des Schwerpunktes gerichtet sein 
und genau in dessen Schwingungsebene liegen, weil anderen- 
falls Ablenkungen aus der Schwingungsebene hätten eintreten 
können, durch welche die Versachsergebnisse nachteilig beein- 
flußt wären. 

Deshalb wurde der Ablaufpunkt mit Hilfe eines Theodoliths 
und unter Anwendung von Bleiloten genau ermittelt und durch 
Ein feilen in eine feste ilasenschiene für alle Versuche fest- 
gestellt. 

Durch Abbrennen des Fadens wurde das vorher völlig 
in Bube befindliche Pendel sich selbst überlassen, nach jedes- 
maliger Rückkehr dessen Endlage am Teüungsbogen sunAchst 



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Vtrtueim zw Frmit:fiMu^Sl^''t0ümftmdrf 467 



nur vorgemerkt, bei wiederholten Versuchen aber mit Hilfe 
des vorerwähnten Schiebers aufgezeichnet, bis eine ausreichende 
Genauigkeit erzielt war. Sodann wurden die den Wechsel- 
lagen des Pendele entsprechenden Bogenlftngen in Millimetern 
an^seechrieben. 

üm zunächst zu ermitteln, ob die Annahme berechtigt 
sei, daß der Luftwiderstand bei verschiedenen Geschwindig- 
keiten sich mit deren Quadrate ftnderei worde eine einfache 
Messingkngel benutzt, deren Schwerpunkt Ton der Torerwfthnten 
AnfEmgslage ausgehend, seine Schwingungsweiten immer mehr 
▼erminderte, bis er niBMh 500 Doppelsdiwingungen eine um 
6486,6 mm Ton dem Nullpunkte der 'Peilung entfernte Wechsel- 
lage erreiohte, sich somit der senkrechten Pendelstellung von 
SO^ bis auf 0,96* genfthert hatte. 

Nachdem diese Yersndie zu dem sicheren Beweise geftihrt 
hatten, daß sich der Luftwiderstand in der Tat mit dem 
Quadrate der Geschwindigkeit ftndert, dienten weitere Ver- 
suche dazu, die Abh&ngigkeit des Luftwiderstandes Ton der 
Ctestftltung der schwingenden Körper zu ermitteln. Hierbei 
gentlgte es, die Etewegung des Pendels zu Yeilblgen, bis dessen 
Schwerpunkt eine vom Ausgangspunkte um etwa 10^ entlsmte 
Wechsellage erreicht» auf der Bogenteilung also einen Abschnitt 
TOB mnd 2200 mm durchmessen hatte. 

In beiden F&Uen kommen f&r die Berechnung der Versuchs- 
ergebnisse folgende Erwägungen in Betracht. 

BeNohniuc dev Venueluievfebniis«. 

Aus den beobachteten Abschnitten der Bogenteilung lassen 
sich die Ausschlagwinkel a der Wechsellagen des Pendels un- 
mittelbar bestimmen. Entsprechen daher die Winkel und ce^ 
irgend zwei Endstellungen des Pendels für eine beliebige An- 
zahl vollendeter Doppelschwingungen, so beträgt die Fallhüiie 
des Versuchskörpers bei einem Abstände E des Schwerpunktes 
von der waagerechten Drehachse 7? (cos — cos «J. Ebenso 
beträgt die Fallhölie des Schwerpunktes der Aufhängedrähte, 
wenn dessen Abstand von der Drehachse r ist, r (cos a^ — cos «J, 
Bei einem Gewichte des Versuchskörpers und einem Ge- 
wichte der Drähte wird somit bei dieser Bewegung eine 
Scbwerkraftsarbeit {g^ Ji + q^r) (cos 0, ~ cos verrichtet. Diese 

80* 



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468 



A, I^ank, 



Schwerkraftsarbeit hat sowohl den LuftwiderstaDd des Pendels 
als tMßk die ReibungBarbeit in den Lagern zu überwinden. 

Zur Bestimmung der letzteren habe ich Yor Aui'h&ngmug 
des Pendels an beiden Enden eines tlber die zur Aufnahme 
der Drähte dienenden, auf Rollen gelagerten Fahrradnaben, 
gelegten Faden je ein Gewicht {q^ +7j)/2 angebracht und so- 
dann das Gewicht eimittelty welches auf der einen oder anderen 
Seite snznsetzen war, um eine gleichförmige Bewegang au 
unterhalten. Hierbei ergab sich, daß 0,0506 kg an einem 
Nabenhalbmesser von 0,01525 m genOgten, tun ein Gesamt- 
gevncht Ton 6,670 kg gleiohfi(rmig an bewegen. 

Fflr den einem Halbmesser von 12,7 m entsprechenden 
Schwingongsweg jSU berechnet sich hieraus ftr jedes Kilo- 
gramm dee aufgehängten Gewichtes eine Reibuogsarbeit 

0,00000909 ^kg. 

Der Luftwiderstand setzt sich aus dem des Versuchskörpeis 
und dem der Drähte zusammen. Er hängt von der Gestalt 
des Pendels ab und steht im geraden Verliältnisse ziirMa-^sc y^p 
der veidriingten Luft, worin / deren Dichtigkeit und die 
Beschleunigung der Schwere bedeutet. Dabei wollen wir von 
der durch meine Versuche noch zu beweisenden Annahme aus- 
gehen, daß der Luftwiderstand sich mit dem (Quadrate der 
(? esch windigkeit ändert ^) 

1) Literatur: Fr. W. Bcsacla Unteraucbuugen über die Peudel- 
beweguDgen (vgl. BeiseU AbhandlniigeD S> Engelmann, Leipzig 1876) 
haben den Zweck, die Bedingiuigen tor Entelong genaner Sekanden« 

pendel zu ermitteln. Sie suchen deshalb die Ursa* hon zu efgrOndeUi 
welche Ändeniugen der Scliwinj^ungsdauer herbtitVilirtu können. In 
diesem Sinne sind auch die durch die Aufhängung des Pendels bedingten 
Reibungswiderstände behaudeit. Ii eascls Untereucbuugeu sind aber nicht 
geeignet, die Abhängigkeit dea Luftwiderstandes von der Geschwindigkeit 
klanoitellen. Er aelbrt Mgt: die Annahme dct Widerstandet im Ver^ 
liAltnisse des Quadrates der Geschwindigkeit ist eine Hypothese, weiebe 
durch die Beobachtung der Pendelschwingungen keineswegs gerecht* 
ft'ftigt wird. Da die AbhÄngigkeit des Widcratandes von der Geschwindig- 
keit nicht durch die Theorie bestimmt wird, f-n sollte man h'v kus den 
Versuchen selbst ableiteu, ehe man weitere Foigeruugea daraus zieht. 
Die von Besael in dieser Besiebnng in Ansmcht geteilten Versuche 
sind woU nidit mehr snm Absehlnase gekommen, wenigstens sind sie 
nieht TerBflfentliebt. 

von Loessl, Die Luftwiderstandsgesetie. Wien 1896. Dia Ver- 



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y er suche zur Ermiltelwig des Luftwiderstandes, 469 



Bei einer Geschwindigkeit t;,„ läßt sich alsdann der Luft- 
widerstand des Pendels durch das Produkt L.{yj(/]v- aus- 
drücken. Dieser verrichtet während eines unendlich kleinen 
Bogenweges Rda eine Widerstandsarbeit 

9 

Nehmen wir einmal an, daB das Pendel ähnlich dem einer 
Uhr außer durch die Schwerkraft noch durch eine andere 
äußere Kraft bewegt werde, welche m jedem Augenblicke eine 
der Widerstandsarbeit gleiche Arbeit verrichtet, so daß der 
Schwerpunkt nach einer Doppelschwingung den Ausschlag- 
winkel wieder erreichen muß, von dem er ausgegangen ist, 
daß sich also die Bewegung des Pendels gerade so wie im 
luftleeren Räume bei Vermeidung der Lagerreibung verhält. 
Dann würde sich die Geschwindigkeit r des Schwerpunktes 
für irgend einen Winkel u des Pendels durch die Gleichung 

« — y2 g Ii (cos ff — COS «i) 

bestimmen lassen, so daß 

R (cos a — cos «e,) 

wird. 

Unter dieser Voraussetzung läßt sich die Luftwiderstands- 
arbeit des Versuchskörpers während des unendlich kleinen 
Bogens Rda durch den -Wert 

X -^2^12' (cos er — co8ir,)<f« 

suche 5!ind mit rotierenden Apparaten snqgeflibrt, bei deueo die Drehaqg 
am eine senkiot lite Achse erfolgt. 

0. Mauucginann , Luftwidentaudsmessuugen mit einem neueu 
BotetioiiflaiipaTat Wied. Ann. tf?« p. 105—181. 1899. Die -my.Iioesal 
and von Mannesmann mit rotieranden Apparaten gefimdenen Ergeb- 
nisse weichen erheblich voneinander mb. Die Abweichungen lind Ter> 
onutlich auf Fehlerquellen zurückzuBlbren, welehe in dem angewandten 
Verfahren ihre Begründung finden. 

Loch n er macht in der Elektrot€chn. Zeitachr. Jahrg. 1904. p. 107i) 
Mitteilungen über Versuche der Studiengeaelbchaft für elektrische Schnell' 
bahnen mr Beatimmong dea Laftwidenlandea, bei denen der auf die 
ebene Stirnwand des in Bewegung befindlichen Wagena kommende Loft- 
dfock dorch Beobachtung der Druckhöhe einer WassersKuh^ unmittelbar 
gemessr'n ist. T^ei Ofsoliwindigkeiten zwischen 14 und f).'),.» in in der 
Sekunde ist der Luftdruck mit dem (Quadrate der Geschwindigkeit ge> 
wachsen. 



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470 



A. Frank» 



und während einer halben Schwingung zwischen den Ghrenzen 
ifsO und «Tj durch den Wert 

L^2gR* (sin cfj — cos «i) 

ausdrücken. 

Eine DoppelschwiDgung r t f )rdert daher zur Überwindung 
des Luftwiderstandes eine Arbeit 

L^^g li^ (sin — cos a^) , 

wenn unter der Winkel yerstanden wird, bei dessen vier- 
maliger Durchmessung der Versnchskdrper die gleiche Wider- 
standsarheit zu überwinden h&tte als bei einer wirklich toU- 
führten Doppelschwingung. 

Jeder der vier Aufh&ngungsdifthte hat im Abstände ^ 
von der Drehungsachse eine Geschwindigkeit QfBv und bietet 
bei einer Dicke S mit jedem FJ&chenelemente von der Lftnge dg 
einen Widerstand 

worin Ä"^ einen dieser Flftcbe entsprechenden konstanten Faktor 
bedeutet 

Der Widerstand eines Drahtes von d«r Lftuge S ist somit 

0 

Diese Kraft möge im Abstände JS^ von der Drehungsachse 
des Pendels angreifen, so daß dem unendlich kleinen Winkel da 
' ein Bf^enweg J^ii« entspricht Dann ist die von einem Drahte 
' zu ttberwindende Widerstandsarbeit 

y-K.öv^ — 'B: da 

gl 8 

unter den obigen Voraussetzungen auch 

7 A:j^^.ä'.2^(cos« - co«i^)rf«, 

mithiu für eine Doppelschwiugung und vier Drahte, wenn 

gesetzt wird 

J> ^ 8^ J2*(sin «I ^ cos cK^ o^) . 



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Versuche zur J^^rmiUeluny des Lu/twiderstaTides, 471 



Die LnftwidmtaDdsarbeit des VennchakörperB und seiner 
Tier Aufh&ngedr&hte beträgt daber bei einer Doppelschwingaug 

4. 2))X8yJ2>(siiia| — cos«, IT,). 

Hiernach läßt sich die in jedem Augenblicke durch den Luft- 
widerstand anders beeinflußte Pendeibewegung durch eine Reihe 
symmetrisoher Doppelschwingungen verschiedener Amplituden 
ersetzen, von denen jede die gleiche Widerstandsarbeit wie 
die ihr entsprechende wirkliebe Doppelschwingang liefert 

Erreicht daher das Ton einer Anfangslage Uq aasgehende 
Pendel nach X|-Doppelschwingangen einen Aasschlagwinkel 
so ergibt sich aus Vorstehendem die Beziehnng 



indem ^^-^ g^tit ist 

Während der Schwerponkt des Pendels sich aus seiner 
Anfiuigslage =s 80^ nach Xj -Doppelschwingungen um 10^ ent- 
fernt, mithin bei einem fialbmesser B| >■ 12,700 m um rund 
0,985 m sinkt, wird die Reibungsarbeit so sehr Ton der Luft- 
widerstandsarbeit überwogen, daß auf jede 0,300 m Fallhöhe 
zur Überwindung der letzteren nur etwa 0,001 m zur Über« 
Windung der ersteren kommt. 

Die durch eine Duppelschwiiiguiig bedingte Fallhöhe ist 
im allgemeinen so klein, daß sie sich zu der vom Schwer- 
punkte darchmessenen Bogenlänge zJ z wie der Sinus des für 
diese Doppelschwingung maßgebenden Winkels verhält, den 
wir mit bezeichnet haben. Wir können deshalb dafür 
J z sin setzen und diese Länge in eine der Luftwiderstands- 
arbeit entsprechende Länge ^ssina^ und die der Reibungs- 
arbeit entsprechende Länge Ja&inu^ zerlegeu, so daß 



(1) 



l (^1 + Y") ^(^8«. - <^*«o) - 0,00000909 tej + ^J^, 



JzBineej^ « JisinciEi + sincf; 



1 » 




und 



wird. 



^Az^ 



^Aa 



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472 



Die bei einer D<^pelschwingiiiig Terrichtete Beibongsirbeit 
l&ßt sich nach dem Vorstehenden ausdrucken durch 

0,UUüOü909 ■i-*ii)S = (</j + y,) A a sin . 
Hätten ivir es mit einem steifen Pendelarme zn tnn, so w&re 

und 

J ff = U,UUUÜÜ9Ü9 . i?»"»- . 

Weil aber tc^jvisia^ zwischen den Grenzen «^«80 nndiv^aO nur 
wenig von der Einheit Tersehieden ist, nnd sich dieser mit ab- 
nehmendem immer mehr nähert, so würden wir für alle Doppel- 
schwinfTuiigen annähernd den gleiclien Wert J/t = 0,00046 m 
setzen können. Nun findet aber bei der Pendelbewegung eine 
kleine Durchbiegung der Drähte statt, welche den Versuclis- 
körper in den Wechsellagen um etwa 0.07 m über die an der 
Auf hängestelle zur Drahtrichtung gezogene Tangente voreilen 
läßt, so daß der von der Bewegung in den Lagern abhängige Weg 

nnd f&r eine beliebige Doppelschwingong 

AiT^^Om^^-^^ 

wird, oder wenn wir diese Strecken ebenso wie die den Wechsel- 
lagen entsprechenden Bogeuabschnitte in Millimetern ausdrücken 

/o\ A n AU 0,0025 

(2) A ^„„„ = 0,46 - . 

Dieser negatiTe Wert hat wlUirend der ersten Periode, bei 
welcher «r^ > 20® ist, nnr geringe Bedentung» w&hrend er für 
kleine Wkkel a sehr an Bedeutnng gewinnt 

Hat man ftlr irgend eine Anzahl Doppelsohwingungen ]^ J<r 
berechnet, so ergibt sich die entsprechende '^Aäwmg nach 
dem Vorstehenden ans der Differenz zwischen der beobachteten 

'^Az und ^Jff 

oder es ist 

s = ^Az — ^Aa* 

Trägt man aber die Anzahl der Doppelschwingangen x als 
Abszissen nnd die Abschnitte der Bogenteilung t als Ordinaten 



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f crsucJie zur KrmiiUlunff des iMftioidersiandea. 478 

eines rechtwinkligen Koordinatensystems auf, so ergibt sich 
eine Kurve, welche mit großer Genauigkeit durch die Gleichung 

(3) = 

ausgedruckt werden kann. 

Diese Kurve geht durch den Anfangspunkt des Koordinaten- 
systems, so daß för :r rs 0, 8 = 0 mithin ab=sC wird. 

Dabei nähern sich die Werte .v bei zunehmendem x immer- 
mehr der Bügenlänge Ji\ a,^, so daB flir x-= oc s = h werden 
muß. Bei meinen Versuchen wai* aber Äj = 12 700 mm, 
UQ = ':ijG, mithin ^» = 0650 mm. 

Hiernach bedarf es nur noch eines zuverlässig beob- 
achteten Wertes für eine bestimmte Schwingungszahl Xj» 
um aus den Gleichungen 

(a + 'i)(6650-«i}»- 0 

und 

a.66ö0» (7 

die beiden Konstanten a und C zu berechnen. 

Sind diese bekannt, so l&ßt sich jeder beliebige Abschnitt s 
für irgend eine Schwingungszahl x leicht durch die Gleichung 
berechnen 

(4) * = 6650 ? — 

Die so berechneten Werte stimmen vortrefflich mit den 

beobachteten Abschnitten nnter Berücksichtigung der der 
Reibung entsprechenden Größen 2l!Aa überein. 

Aus vorstehender Gleichung ergibt sich auch die für eine 
(t + 1)^ Doppelschwingung zur Überwindung des Luftwider- 
standes erforderliche Bogenlänge 

... ^ 6650 — s 

(o) At — — • 

Setzt man 6650 — « « i?^ so lassen sich diese Be* 
Ziehungen auch schreiben: 

(4a) IL a = und (5a) J « = —A^, 

wobei u den auf der Bogenteihmg gemessenen Abstand 
einer Wechsellage bis zu der durch die Drehungsachse gelegten 
senkrechten Ebene bedeutet 



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474 



A. Frank» 



Die99 Qhkkungen drucken das Oetetz der Dampfung der 
PettdeUehwbiyuiKjen tau und gelten für alle eolche FaUe, m denen 
der H^ideretand tick mit dem Quadrate der GeeckwbidigkeU ändert 

Bei den mit einer Kugel angesteUten Yemicheni welche 
den Zweck hatten, die Abhängigkeit des Lnftwidentandee 
▼on der Geschwindigkeit feetsustellen, erreichte diese nach 
16 Doppelschwingungen eine von ihrem Ausgangspunkte, dem 
Nullpunkte der Bogenteilung, um 2205 mm entfernte Wechsel- 
lage, von denen aui Uberwindung der Reibungsarbeit 

^\ am «i / 

entüelen. Somit ist für x 16, « = 2198 

(a+ l^}(6650-2198)->6; 
a.66öO«iC7, 

oder 

a- 32,4076 und 215611. 
Naohetebende^KMiiimMfulfAbi^i enthält die aus Gleichung [4) 

und ans Gleidrang (2) 

24«' -0,46* -2--- 

für j- = 0 bis X es 600 berecbneten Strecken, sowie deren 
Suramen 2 = s-\-^Jay welche mit der durch Beobachtung 
gefundenen Kurve (Fig. 1) vortrefflich übereinstimmen. 

Dies führt zu folgenden Erwägungen. Die Luftwider- 
standsarbeit eines reibungslosen Pendels ist nach Gleichung (1) 



oder 



- (?1 + y) Ä(C08<lf, - OOSCfJ, 



* ff n (COS rr, — COS n^) 

Bei dem Torliegeuden Versuch war aber 
J2 » 12738 mm, « 4^96 kg, » 0,160 kg, •> 30^ 
Für X a 16 und « « 2198 mm ergibt eich » 20° 6' 1,572^ 



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VwrguchiB zur EmuMnng des Luflwiderskmäes, 476 



ZusammenBtellung 1. 
Pendelbeweg uug einer Kugel. 





9 DoOU — 

a + a? 


2^«^ = 




Scbwiiuniim" 


_ .j, "V ^ UV/Ali 

0,46 . » — ^ 




am » 






^ Bin ff, 






Millimeter 


Blillimeter 


Millimeter 


1 


199,05 


0,46 


188,51 


16 


2198 


7,3 


2205,3 


SO 


8196,8 


13,6 


3210,4 


50 


4084,8 


88,5 


4057,8 
4587,0 


70 


4555,6 


81,4 


100 


5020,1 


44,8 


5064,9 


140 


5400 


68,8 


6468,8 


180 


5635,4 


79,4 


6714,8 


220 


5796,2 


96,3 


5892,5 


260 


5918,0 


112,8 
188,9 


6025,8 


800 


6001,7 


6180,6 


340 


6072,6 


144,6 


6217.2 


880 


6127,4 


159,7 


6287,1 


420 


6178,6 


174,0 


6847,6 


460 


6212,8 
6245^ 


187,8 


6400,1 


500 


199,9 


6446,1 



mm _ 




— f 






— 1 


-1 








- 

J 




- 


! 


— 1 




.... 


— 1 


- 




r— J 








— 1 


_a 




















1 








































































; 






>- ■ 
























1 









































r 


i 


-.1 










- 


































1 




■ — 




































— 1 














«MW - 














' — — 










I 


















- 






























. — 1 








>- i 










































— 










/ 1 


A 
















' — 




























» 












































«MO 


r 






















—i 














































h 










































— 


— 










































1 — 


































- 








1 












































H 
























































— 


— 
















































— 1 





























— 


















































































h 














ffM* - 












































± 


































































— 1 


- 




















i. 
















































- 








• 




MOO» 
















• - 
























































































































































i 












^ - 




. 






1 






i 








t 

, i 





J!bM der DoppeUchwinfimfM. 

Fig. 1. 



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476 A. Jfi-ank. 

Für eine beliebige Doppeischwingung können wir die Beziehung 
einführen 

6660 - « - 

*i " irröo * 

woraus für die ersten 16 Doppelschwingungeii 

2 (sin «1 — cos «j) = 0,4 1 56 

und 

i ^ 2242,207 « £ 

folgt. Dieser Wert bleibt für alle Schwingungen derselbe, 80 

daß für eine beliebige Doppeischwingung 



und 



ß{üa €K| — cos«! Oj) V i?(oos tt^ — cos «0), 

>^(sin — cos «1 «i) = /i sin 

1 - cotg«,a, 



güt. Nun ist 

l-.cotg«,«j= + 



da die folgenden Glieder so klein sind, daß sie nicht in Be* 
tracht kommen. Somit ist 

(6) «; - - 7»6 + yfm»h + 4ö4^1. 

Darin entsprechen die Werte A»' einem Halbmesser 
R « 12788 mm, w&hrend die Abschnitte 

^ 6650 - a 

JiMM 

a + « + 1 

einem Bogen Yom Halbmesser iP, « 12700 mm angebdren» 
80 daß 

1278S 6R50 - .» 

12 »00 ' o + « + r 

ist. 

Durch Einführung solcher Werte J.v' in obipe Gleichung 
lassen sich die zugehörigen Winkel sowie die eutsprechen- 



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fenudtie zur EmäUdimg des LuflwiderBiandes. 477 



den Bogenabschmtte 6650 — ^ tf| berechnen und mit den 
BogenabBobmtteii « + (J «/2), die wir aus den Öleiohiiiigen 

0 1 . 6650 -« 



s = 6650 - 



und = 



« + « a + 9-¥l 

für TerBcfaiedene Werte toh x erhalten, Teigleidieii. 

Die auf beide Weise gefdndenen Bogenabschnitte sind in 
der Zutammen$teIbm0 2 einander gegenübergestellt. 

Znsammenstellim^ 2. 





1 

I 


a 
s 


a 
o 




^ As 

' + -r 


6650 - J?| «1 




Sehwiagungs- 


j» - 6650 - — ^ 


«?-.-7,5 + 


6650 - 9 

A% • r-r 


Efthlen » 


a + « 

a +a?+ 1 


|/ö6,2ö + 45 


a + »+ 1 




Müliowter 


Millimeter 


Millimeter 


~~~~ 

16—17 


2243 


22Ö1 


90,11 


80-31 


8284 


8285 


54,46 


TO— 11 


4565,7 


4558,2 


20,85 


100—101 


5028 


5026 


12,20 


200—801 


5724,7 


5722,8 


8,97 


800—801 


1 6002,6 


6001,2 


1,94 


400—401 


• 6152,2 


6151,6 


1,15 


500-501 


1 6245,6 


6244,9 


0,759 



Die sehr geringe Abweichung dieser in Kolumne 1 und 2 
enthaltenen Werte untereinander und ihre vortreflfliclie Über- 
einstimmung mit den beobachteten Bogeoabschnitten sind uach 
zwei Richtungen hin von Bedeutung. 

Sie lassen mit Sicherheit erkemieii^ daji der lAiftwifferaiauil 
iji der Tat auch bei den kleinsten Geschwindigkeiten sich mit di ret) 
Quadrate ändert; denn nur in diesem Falle gilt die Gleichung 

J / » E(\ — cotg 

dm Beweis f de^ die Öleiehmp 

bez. die Gleichungen 



a + X 



und Js*^ — 



Ä, n 



a + x+ i 



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478 



A» JfVank, 



wirklich das Gesetz der Dämpfung der Schwingungsweiten aus- 
drücken und für alle solche Fälle gelten, in denen der Wider- 
stand sich mit dem Quadrate der Geschwindigkeit ändert. 

Die Abhängigkeit des Luftwiderstandes von der GMtelt d«r 

X6rp«r. 

Aus der Tatsache, daß der Luftwiderstand sich mit dem 
Quadrate der Geschwindigkeit ändert, folgt die Richtigkeit 
des oben aufgestellten Satzes, woimch die während einer 
Doppelschwingung zu Uberwindende Lul'twiderstandsarbeit durch 
das Produkt 

(X + i>) ^ 8^Ä*(siii«j - cos«^ Oj) 

ausgedrückt werden kann. 

Die Luftwiderstandsarbeit ist aber gleich der Schwer- 
kraftsarbeit 

yermindert um die Beibungsarbeit 

so daß für eine beliebige Anzahl Doppelschwingungen 

= (^1 + I" ) -ß(cosa. - OOS««) - 0,0000ü909(yj + q^8^ 

ist. 

Von dieser Beriehvng wollen wir deshalb ausgehen, um 
die Abhftngigkeit des Lnftwidentaades Ton der (Gestalt der 
Kftrper zu ermittehL 

Der yon den Anf h&ngedriUiten herrtthrende Wert D blieb 
bei s&mtlichen Versuchen uuTerftnderty wShrend der Wert L 
Ton der OrOße und von der Form der yerschiedenen Versuchs« 
kdn>er abhing und deshalb durch das Produkt KF ersetzt 
werden soU. 

Dabei verstehen wir unter K einen von der Gestalt des 
Körpers ahh&ngenden, aber für ihnliohe Fl&rhengebilde kon- 
stanten Faktor, während F die Projektion des Versuchskörpers 
auf eine rechtwinklig zu seiner Bewegungsrichtuug stehende 
Ebene bedeutet. Der Widerstand ähnlicher Flächengebilde 



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VsTMuehe zur ErmiUebmff de$ Zuftundersiand^s. 479 

ändert sich nämlich im geraden Verbältnisse mit der Größe F. 
In dieser Beziehung verweise ich auf die Versuche t. Lössls, 
mitgeteilt in seinem Buche: Die Luftwiderstandsgesetze^ Wien 
1896, wonach die Proportionalität des Luftwiderstandes mit 
der Größe der Grundfläche von ihm bei mehr als tausendfiach 
▼eränderter Flächengröße dnrch Versuche festgestellt ist 

Die zu memen Versuchen benutzten Körper hatten teils 
kreisförmige y teils quadratische bez. rechteckige Grundfläche. 
Sie waren aus Holz hergestellt und mit Bleikemen yersehen, 
tun die Schwerkrafbarbeit im Vergleich zur Luftwiderstands* 
arbeit groß zu machen, und so eingerichtet, daß auf leichte 
Weise auf beiden Enden Yerachiedene, wenn auch für jeden 
Versuch symmetrisch gestaltete, dem Hauptkörper genau an- 
gepaßte Gebilde diesem vorgesetzt und sicher damit verbunden 
werden konnten. 

So wurde ein zylindrischer Versuchskörper von 0,0104 qm 
Querschnitt nacheinander mit ebenen kreisförmigen Flächen, 
Halbkugoltiächen, Ellipsoiden oder Kegelfläcben verseben. Ein 
anderer Versuchskörper hatte prismatische Gestalt mit quadra- 
tischem Querschnitt. Er diente zur Ermittelung des Luftwider- 
standes seiner ebenen quadratischen Endflächen, von Keil- 
flächen, welche unter verschiedenen Winkeln gegeneinander 
geneigt waren, von gleichseitigen Pyramiden, Halbzylinder- 
flächen und solchen Zylinderflächen, die in einer Schneide zu- 
sammenliefen, aber ebenso wie die Halbzylinder tangential zu 
den Seitenflächen des Prismas ausliefen. 

Alle zur Verbindung mit den Versuchskörpem dienenden 
Teile wurden ebenso wie jene selbst auf Zentigramm genau 
gewogen, auch wurde bei jedem Versuche der Barometerstand 
und die Temperatur, letztere auf zehntel Grade CelsittB genau 
au{|;ezeichnet 

Bei diesen Versuchen wurden^ wie oben bereits erwähnt, 
die Wechsellagen des Pendels Ton «^»80^ bis etwa «,= 20'^ 
. beobachtet, weil während dieser Periode die Schwerkraftsarbeit 
im Vergleich zur Beibungsarbeit sehr groß ist und deshalb eine 
sehr genaue Ermittelung der Luftwiderstandsarbeit gestattet» 

Iii allen Fällen galten die Beziehungen 

(a + dr)(6650-«)» C7 und #-2-~^J<r, 



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f 

480 



A. Frank. 



■worin z die nach x Doppelschwingungen beobachteten Ab- 
schnitte der Bogenteilung und ^Aa die der Reibungsarbeit 
entsprechenden Abschnitte bedeuten und fiir jede Doppel- 
echwingung 

Jff- 0,00000909^- 

ist. 

Da die Eture xs Tom Anfangspunkte des Koordinaten* 
Systems ausgelit, so genügt ein einziger zuverlässiger Wert 
▼on s für eine .r** Doppelschwingung, um in Verbindung mit 

der Beziehung a. üüöü = C die Konstanten a und C für jeden 
Versuch zu berechnen. Weil aber das Pendel sich in seiner 
Anfangslage nicht genau unter den gleichen Verhältnissen be- 
findet, als wenn es bei freier Schwingung das Ende seiner 
Bahn erreicht, so habe ich in der Regel einen der ersten und 
einen der letzten Bogenabschnitte, welche besonders zuver- 
lässig ermittelt waren, der Berechnung der Konstanten zu- 
grunde gelegt. 

Als zuverlässig bezeichne ich solche Punkte, bei denen 
sich die Visierlinie des Pendels bei wiederholten Versuchen 
scharf in die Richtung des Zeigers wieder eingestellt hatte. 

So wurden durch Einführung der entsprechenden (jlrößen 
Gleichungen gewonnen 

(a + x,)(6650 - = C und (a + xj (ÖÜ5U - ä J = 6 

und daraus die Eonstanten a und C berechnet 

Die Zahl der Doppelschwingungen wurde hierbei so ge- 
w&hlt, daß die letzten Wechsellagen des Pendels für die ver- 
schiedenen Versuche möglichst wenig voneinander abwichen, 
weil es wünschenswert war, ftir die von der Schwerkraft Ter* 
richtete Arbeit tunlichst die gleichen Fallhöhen m bekommen. 
Die auf diese Weise berechneten Kurven stimmen mit den 
beobachteten Bogeiilaiiizta sehr genau überein. 

Die Kurven Fitic?. 2 u. 3 enthalten die beobachteten Bogen- 
längen als Ordiiiateii im Maßstäbe 1 : 80 der natürlichen Größe, 
während die Zahl der i )oppelschwingungen vom Anfangs- 
punkte ./ des Koordinatensystems auf der Ab<!zissenachse in 
Drittel-Zentim. abgetragen ist. Diese Ixurveii lassen auch ohne 
weiteres die Bogenlängen erkennen, um weiche das Pendel 



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Fersuche zur MrmUiehtng des Zufhoidersiandes» 481 

auf seinem Hingänge von der durch den Ausgangspunkt ge- 
legten wagerechteii I^Ihmip entfernt geblieben ist. Ks sind 
das die den Abszissen 0,ü, l»ö, 2,5 etc. entsprechenden Ordi- 
naten. 

Die aufgetragenen Kurven lassen für jede Schwingung die 
Anfangslage und Endlage des Pendels nnd damit seine Bogen* 
entfemung vom AusgangsniTean erkennen. Aus diesen ergeben 
sich aber die Anfangs- und Endaasschlagwinkel und somit auch 
deren arithmetisches Mittel «| » so daß für jeden Versach sich 




Zahl dtr DopptUchmingungen, 



Fig. 2. VgL ZusammeiisteUiiiig I a bis jr. 

der zur Berechnung des Luftwiderstandes wichtige Wert 
^(sinffj — cos«, «i) genau ermitteln läßt. 

Schließlich bleibt noch für jeden Versuch der Wert yjff 
zu bestimmen. Dieser ist aber bei einem auf den Meeres- 
spiegel bezogenen Barometerstand £ mm Quecksilber und C. 
Lufttemperatur 

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482 



A. Frank. 



und weil der Druck einer Atmosphäre auf 1 qm 

10834 kg und y « 9,81 

ist, 

0,0478515 ^ . 




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Zald der Dopptlichteingungtn. 

Fig. 3. Vgl. ZusammenateUung II a bis ^ and III a und ö. 

Hienmch sind wir in den Stand {gesetzt, alle Werte der 
rechten Seite der aus Gleichung (1) unoiitteibar folgeuden Be- 
zieiiung 

+ i^G08(«i. - cos««) " 0,00000909(91 + 9^)8 



ans den Versnchsergebnissen zu berechuen. 

Die Fläche F betrug bei den Versuchskörpern mit kreis- 
ftlrraigem Querschnitte im allgemeinen 0,UlÜ4 qm, bei den 
Verbuchskörpern mit quadratiscliem Querschnitte im allgemeinen 
U?^=sO,01qm, Wahrend der von den Auihängungsdrähteu her- 



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FertucAt zur ErmUteUauf dä» Ltiftwiderstanäet. 488 



rührende Wert D in allen Fällen derselbe blieb. Um diesen 
Wert D nun bestimmen zu können, wurde eine besondere Ver- 
suchsreihe mit einem anderen größeren Zylinder angestellt, 
der auch mit ebenen rechtwinklig z.iir Achse stehenden End- 
flächen Toraehen war, aber eine GrundÜäche 0,0407 qm 
besaß. 

Diese Versuche lieferten nun eine zweite Gleichung zur 
Beredmimg der beiden Werte J) und K. 

So ergeben die Yersnehe mit dem kleinen Zylinder bei 
ebenen EndflSehen die Werte 

A . Ü,Ü1Ü4 4- i> = 0,0100033, 

während die Versuche mit dem großen Zylinder zu der G^lei- 
chnng fbhrten 

iT. 0,0407 + 0,026747. 

Aus beiden Gleichungen berechnet sich 

0,658 und 2>- 0,00426. 

Femer wurden zwei prismatische Versuchskörper mit ebenen 
quadratischen Endflächen benutzt, von denen der eine eine 
Grundfläche ^»sO,01qm, der andere eine solche /^»0,03qm 
besagt Diese Versuche führten zu den Gleichungen 

Z.0,01 + D = 0,0100751 

und 

A'.0,03 + i? = 0,021 725, 

aus denen sich berechnet 

A' = 0,582 und JJ = 0,00425. 

Bei gleicher Grundfläche bietet also das Quadrat einen 
otwas größeren Luftwiderstand als die Kreisfläche. 

Nachdem der Wert U auf diese Weise ermittelt war, 
konnte er in gleicher Höhe bei allen übrigen Versuchen von 
der bei verschiedenen Körperformen auch verschieden uus- 
fallen.len Summe K F + I) in Abzug gelH uclit und so die den 
verschiedenen Körpertbrmen entsprechenden Werte von A' be- 
rechnet werden, da ja die Grundfläche F in allen Fällen be- 
icannt war. 

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484 



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Vermuh/B zur MrmitUluttg de* LuftwidtrstamUs. 485 



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Versuche zur ErmiiteLuuy des Luftwiderstandes. 



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486 



A, Frank. 



Versuchsergebnisse. 

Die far die rechnerische Behandlung der eiazelnen Ver- 
suche erforderlichen Gnmdlagen, die Pendellftngen R, der 
Barometerstand JB, die Temperatur das Gewicht des Versuchs- 
körpers q^, der Dr&hte die Qmndflftche die Wider- 
standszifFer K sind in den TahelUn I, II und III unter la 
bis Ig, IIa bis Hg, Illa und Illb nach nSherer Bezeichnung 
des Versuchskdrpers zusammengestellt, wfthrend die zugehörigen 
gleichartig bezeichneten Kurven der Bogenabschnitte für die 
Schwingungen aus den Kur?entafeln Figg. 2 und 8 ersicht- 
lich sind. 

Diese Versuche lassen zunftchst erkennen, daß der Luft- 
widerstand der ebenen flftohen kleiner ist als man nach 
früheren Versuchen annehmen mufite. So hat t. Lössl für 
ebene rechtwinklig zur Bahn stehende Ereisflftchen den Luft- 
widerstand '/lf/0,S3Fv* und för ebene rechtwinklig zur Bahn 
stehende quadratische Flächen den Luftwiderstand y/^OfB^Fv* 
getundeii. 

Der Faktor K ist also bei meinen Versuchen im ersten 
Falle im Verhältnis 

im zweiten Falle im Verhältnis 

-^^'^^ - 0,675 

0,8« * 

kleiner als bei den Versuchen t. LöbsIs.^) 

Dessen Versuche sind freilich mit dünnwandigen Platten 
ausgefOhrt, w&hrend bei den meinigen Körper von einer ge- 
wissen Lftnge verwandt sind, die ja auch bei Fahrzeugen be- 
sonders in Betracht kommen. 

Bei Versuchskörpem mit kreisförmigem Querschnitte sind 
tangential an den Zylinder anschließende Rotationsflächen be- 



1) Die StudieDgesellscbaft für elektrische Schnellbahnen bat nucb 
den oben erwtthnten Ifitteiliuigen Loebners (Elektrotechn. Zeitocbr. 
p. 1079. 1904) ionerlulb der Gesebwindigkeitflgreosen s wischen Hmaee 

und 55,5 msec gefunden, daß der sich mit dem Quadrate der Qeeehwtn* 
digkeit ändernde Luftwiderstand der ebenon Stirnflflche des Waf^ene anf 
1 msec und 1 qm beiogen den Wert {ylg)K » 0,0674 erreicht bat. 



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Fertuehg zw ErmüUlung des Jm^ttoidigrMtandts, 487 



souders geeignet, den Luftwiderstand zu vermindern. So wird 
dieser bei Ellipsoiden (Versuch Tel, deren große Halbachse 
gleich dem Durchmesser des Zylinders ist, im Vergleiche zu 
dem Widerstande ebener Endtiächeu im Verhältnis 

"'-^^ = 0,43 

0,553 ' 

verkleinert, wogegen Eegelflächen, deren Erzeugende einen 
Winkel von 80^ mit der Bahnricbtung einschließen, nur eine 
Verkleinerung des Wideretandee im Verhältnis 

^ = 0,637 

0,558 ' 

eigeben. 

Auch bei dem prismatischen Körper lieferten tangential 
zu den Seitenflächen verlaufende, in einer Schneide zusammen- 
treffende Zylinderflächen besonders günstige Ergebnisse. So 
ergab der Versuchskörper Ilf, dessen Zylinderflächen die Babn- 
richtang unter 40" schneiden, eine Verminderung des Luft- 
widerstandes im Vergleich zu dem Widerstande der quadra- 
tischen ebenen Endfläche wie 

- 0,526, 

0,582 

während symmetrisch zur Mitte angeordnete Keilflächen, deren 
Ebenen die Bahnrichtung un^er 30*' schneiden, sowie aus 
gleicliseitigen Dreiecken gebildete Pyramiden nur Widerstands- 
verminderungen im VerhäUnis wie 

'^•'^^^0,65 bes. "'"=0,62 

zeigen. 

Zn den gleichen Versnehsergebnissen gelangte man, wenn 
die Achsen derselben Zylinderflächen das eine Mal senkrecht, 

das andere Mal wagrecht angeordnet wurden, oder wenn die 
Schneiden der KeilÜäclieu senkrecht oder wagrecht gestellt 
wurden. 

Bei rechteckigen ebenen Endllächen wuchs der Luftwider- 
stand der Flächeneinheit. Es wurden deshalb mit den Körpern 
lila und lllb des Verzeichnisses Versuclie angestellt. 

Der Querschnitt F des ersteren l)etrug rechtwinklig zur 
Bahn 7^= 0,015 qm, wobei die eine Kechteckseite 1,5 mal so 
lang war als die andere. 



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488 



Ä, Frank* 



Der Querschnitt F des zweiten betrug rechtwinklig zur 
Bahn F= O.OdD, wobei die eine üechteckseite doppelt so laug 
war als die andere. 

Bezeichnen wir die kurze Kechteckseite mit a, die hinge 
Seite mit h, so ergab sich bei beiden Versuchen i'iir den 
mittleren Teil der Fläche [h — a) a eine Widerstandszitler 
A\-«0,8d, wenn für die Flächen 2.a.a/2 oder a* der lür 

^ ^ die quadratische Fläche gefundene Wert 

s= 0,582 unverändert beibeiialten wird. 
Der Luftwiderstand eines Prismas mit 
rechteckigem Querschnitte und ebenen End- 
^^^^.h'iL'-^^^ flächen mit den Rechteckseiten a und b be- 
Pig. 4, Stimmt sich daher durch den Aosdrnck 

^ (Ü,öb2 + Ü,b3 (b - a) a) »* . 

Bei diesen Pendelbewegungen spielt die Lagerreib unü; eine 
nur geringe Rolle. Sie hängt von dem Gewichte des Pendels 
und seinem Schwingungswege ab. Das Verhältnis der Ktibungs- 
arbeit zu der von der Schwerkriift verrichteten Arbeit ist bei 
gleichem Pendelgewichte daher um so größer, je gröber die 
Zahl der Pendelschwingungen bei gleicher Fallhöhe ist. Daher 
verhielt sich z. B. die Lagerreibungsarbeit zur Schwerkrafts- 
arbeit bei den Versuchskörpem mit kreisförmigem Querschnitte, 
und zwar 

bei la wie 1 ; 287, 
bei Id wie 1 : 177; 

bei den Versuchskörpem mit quadratischem Querschnitte, und 
zwar 

bei IIa wie 1 :292, 
bei nc wie 1 : 269. 

Abgesehen von einzelnen Versuchen mit großen Quer- 
Bchnittsfläeheu und dementsprechend kleinen Schwingungszahleu, 
bei denen die Lagerreibung erheljüch kleiner auslälit, liegt 
das Verhältnis der Lagerreibung zur Schwerkraftsarbeit des 
Pendels bei allen übrigen Versuchen innerhalb der durch obige 
Zahlen festgelegten Grenzen. 

Bei diesen Pendelversuchen haben wir es also auf der 




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Fersuehe zur BrmitUlung dei LuftwidertiaMdes. 489 

einen Seite mit dem Luftwiderstande, auf der anderen Seite 
mit der Differenz der genau bestimmbaren vom Peudelgewichte 
▼errichteten Schwerkraftsarbeit und der ebenfalls genau be* 
stimmbaren imd noch dazu nur kleinen Keibungsarbeit in den 
liSgem zu tun, so daß die hier beschriebenen Versuche eine 
große Genauigkeit haben erreichen lassen und der hier ein* 
geschlagene Weg eine weitere Klftnmg der noch wenig er* 
forschten Laftwiderstandsgesetze erwarten l&Bt 

HannoTcr, Dezember 1904. 

(Eiogegugen d. Janaar 1905.) 



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490 



3. Vber mutei lAnienspekira des QueckHlbergi 

von J. Star km 



Inhalt: g 1. Einleitung und Problemstellung* § 2. Methoden. 
§ S. Tabelle der WelleniüDgcn des Lichtbogen- und Glimmlichtspektrum« 
von Quecksilber. § 4. Bemerkung über das Auftreten von Banden. 
^ 6. Vorkommen und Intensitätävcrteilung des ersten Linienspektrum;«. 
$i 6. Das sweite Linienspektrum des Quecksilbers. § 7. Die mutmaß- 
lieben Triger der Linienipektrft, Folgerungen Aber mehrfache Spektra. 
1; 8. Struktureller Unter^phifd zwischen dm Sjipktron vor?rhiedeiier Teile 
des Glimmetromes und zwischen Bogen- und Funkenspektren. 

§ 1. MnkUunff und FrohkmtttOnng, — Über das Lmien* 
spektram des Quecksilbers sind bereits von folgenden Forschem 
Messungen angestellt worden: Angström Plücker*), Glad* 
stone^, Kirchhoff ^, Miller^, Robinson*), Haggins ^, 
Flacker nnd Hittorf ^, ThaUn^, Lockyer^ Lecoq 
de Boisbandran"), Ciamician ^'), Peirce^, VogeP^» 
Hartley^^, Hartley nnd Adeney Kayser nndRnnge^^, 
Eder und Valenta.^") 

Hiervon sind besonders die Untersuchungen Ton Kays er 
und Runge bemerkenswert; einmal weil sie die Wellenlängen 

1) K. Ängstr5m, PogiT* Ann. 94. p. 141. 1855. 

2) H. W. Plücker, Po^'g. Ann. 107. p. 497. 1859. 
8) J. U. Uladstone, Phil. Mag. 20. p. 249. 1860. 

4) O. Kirchhoff, Untersuch. Aber d. Sonnensp. 1861. 

5) W. A. Miller, Phil. Trans. 1.V2. p. 8»jl. lHtJ2. 

6) T. R. Robinson, Phil. Trans. Iö2. p. ;>3!). 18S2. 

7) W. üuggins, Phil. Trans. 1&4. p. 139. 1864. 

8) H. W. PHlcker u. W. Hlttorf, Pbll. Tr«ie. 156. p. 1. 1865. 

9) R. Thal. n, M6m. sur la dt'-term. 1SG8. 

10) N. Lockyer, Compt. rend. 7N. p. 1790. 1874. 

11) Leco(j de Boisbaudrun, Spectres luuiineux p. 169. 1874. 

12) 6. L. Ciamician, Sitzungsber. der k. Akad. der WIseeMCh. SQ 
Wien 76. p. 499. 1877; 77. p. 839. 1878; 78. p. 867. 1878. 

13) C. S. Peirce, Wied. Ann. 6. p. 597. 1878. 

14) H. W. Vogel, Sitzungsber. der k. Akad. d. WisMDsdi. su Berlin 
p. 586. 1879. 

15) W. x\. Harth' V, Tmns. Dubl. Soc. 1. 1882. 

16) W. N. Hartley u. VV. E. Adeney, Phil. Trans. IVo, p. 63. 1884. 

17) U. Kays er n. C. Banget Sitnuigeber. d. k. Akad. d. Wiesenecfa. 
so Berlin p. 177. 1891. 

18) J. M.Eder u. KValenta, Deukschr. Wien. Akad. 61. p. 401. 1894. 



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Zwei Limentpekira des Qtueknlbers, 



491 



mit großer Genauigkeit bestimmten, sodann weil sie die elek- 
trischen Bedingungen für die Emission des Quecksilberspek- 
trums angenähert konstant hielten. Sie erzeugten n&mlicb 
das Quecksilberspektrum mit Hilfe eines stationär brennenden 
Lichtbogens hei Atmosph&rendruck. £inen Fortschritt brachten 
sodann die Messungen von Eder und Valenta, indem diese 
Autoren durch Variation der elektrischen Versnohsbedingungen 
und des Dampfdruckes eine große Anzahl neuer Quecksilber- 
linien auffanden; sie erzeugten nämlich das Quecksilberspek- 
trum durch Flsscbenfiinken zwischen Quecksilberelektroden bei 
Atmosphftrendracky mit dem Indnktorinm ohne Flaschen bei 
hohem Vakuum und 15 — 80*^0., mit starken Flaschenfnnken 
in erhitzten VaknnmrOhren bei 10 — 1000 mm Dmck, endlich 
mit starken Flaschenfnnken bei geringem' Druck, ^riüirend 
Quecksilber Ton einem Gef&ß durch eine Kapillare nach einem 
zweiten Gef&6 destilliert wurde. Nach dieser letzten Methode 
erhielten sie das linienreichste Quecksilberspektrum. 

Neuere Untersuchungen von Fabry und Perot^), Zee- 
man^, Bunge und Paschen") und Lummer^ haben fest- 
gestellt, daß mehrere scheinbar einfache Quecksilberlinien in 
eine Anzahl von einzelnen Komponenten durch geeignete Hilfs- 
mittel sich auflösen lassen. 

In der erw&hnten Untersuchung fanden Eder und Valenta 
auch ein Bandenspektrum des Quecksilbers auf. Dieses Banden- 
spektnnn haben auch M Wiedemann und G. C. Scbuiidt^), 
Kalähne,") iia^^enbacb und Konen^) beobachtet. 

Warhurg®) fand an der positiven Lichtsäule des Glimni- 
stromes in Quecksilberdampf bei kleiner Stromtiiclite ein völlig 
kontinuierliches Spektrum im Grünen und Blaugrünen. Diese 
Beobaclitung wurde von E. Wiedemann und G. C. Schmidt 
und Kalähne bestätigt. Bei Anwendung eines Spektroskopcs 

1) Ch. Fabry u. A. Perot, Compt. rend. 128. p. 115G. 1899. 

2) P. Zeeman, Proc. Roy. Soc. Amsterdam 1901. p. 247. 

3) C. Runge u. F. Paschen, Ann. d. Phys. 5. p. 725. 1901. 

4) 0. Lummer, Verb. Dtscb. Phys. Ges. 3. p. 85. 1981. 

5) E. Wiedemann v. G. C. Schmidt, Erluigw Ber. 27. Heft 
p. 18t;. 1 ^-'»7. 

ü) A. Kalähne, Wifd. Ann. ß.'» p. 826. 1898. 

7) A. Hagenbach u. H. Konen, Zeitscbr. f. wissensch. Phot. 1. 
p.842. 1903. 

8) £. Warbnrg, Wied. Ann. 40. p. 14. 1890. 



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492 



J. Stark. 



mit geringer Dispersion konnte der Verfasser sie ebenfisUs 
bestätigen. Indessen traten bei grdßerer Dispersion in. der 
spektrograpbisdien Aufnahme im BlangrUnen und im Blan 

Banden mit zabbreicben dicht nebeneinander liegenden Linien 
auf, 80 daß es fraglich erscheint, ob die spektroskopiscb be- 
obachtete Kontinuität nicht auch im Grünen lediglich eine 
scheinbare ist. Unter Vorbel)alt einer späteren Beantwortung 
dieser Frage sei jenes kontinuierlich sich darbietende Band 
im (Trünen einstweilen dem Bandenspektrum des Quecksilbers 
zugezählt. Daß (,»ue€ksili)er neben diesem Bandenspektrum 
und seinen zwei weiter unten definierten Linieuapektren nicht 
auch ein in allen Teilen kontinuierliches Spektrum ') besitzt 
oder besitzen kann, soll mit dem Vorstehenden nicht gesagt sein. 

Die Aufgabe der vorliegenden Untersuchung bestand nicht 
in einer Steigerung der Genauigkeit in der Ausmessunt!' des 
Quecksilberspektrums; es wurden ihr vielmehr die von Kaiser 
und Runge, Ed er und Valenta ausgeführten Messungen der 
Wellenlängen des Quecksilbers als genau zugrunde gelegt. Ihre 
Aufgabe bestand darin, die elektrischen Bedingungen für die 
Emission des Quecksilberspektrums gut zu definiereUi sie nach 
Möglichkeit konstant xu halten und zu untersuchen, ob die 
Struktur des Linienspektrums des Qaecksübers abhängig ist 
Ton speziellen elektrischen Bedingungen. 

Ans zwei OrQnden ist gerade Quecksilberdampf hervor- 
ragend zur Untorsnchung dieser wichtigen Frage geeignet« 
Einerseits stellt er nftmlich ein einatomiges Gas dar; anderer- 
seits kann durch ihn sowohl ein Glimmstrom als ein Licht« 
bogen in konstanter Stftrke geleitet werden. Die zu lösende 
Au^be pr&zisierte sich demnach dabin, an den verschiedenen 
Teilen des station&r dnrch reinen QuecksÜberdampf fließenden 
Lichtbogens und Glimmstromes dasQuecksilberBpektrum photo- 
graphisch aufsunehmen und dann die Strukturen der erhaltenen 
Spektren mit den zogehörigen elektrischen Versuchsbedingungen 
zu yergleichen. Diese letzteren sind in den letzten Jahren ziem- 
lich eingehend erforscht worden, sowohl im Falle des Glimm- 
stromes wie in demjenigen des Lichtbogens.') 

Die Yorliegende Untersuchung ist eine spezialisierte Fort- 

1) J. Stark, Ann. d. Phys. 14. p. 507. 1904. 

2) J. Stark, Ann. d. Pbya. 12. p. 673. 1903. 



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Zwei Zmurupektra des QuecksUbers. 



49Ö 



Setzung der in einer früheren Abbttudtang ^] des Verfassers 
mitgeteilten ünterauchungen über die Entstehung der elek- 
trischen Gasspektra. Bezüglich des Aussehens des Glimm- 
stromes und Lichtbogens in Quecksilbeidampi' sei auf die 
Figuren der früheren Abhandlung verwiesen. 

2. Methocleji. — Zur Photographie des Quecksilber- 
spektrums diente in den vorliegenden Versuchen ein Prismen- 
spektrograph von H e e 1 e (Berlin). Sein Kollimatorobjektiv besitzt 
eine Brennweite von 29 cm und eine Öffnung von 2,9 cm, sein 
Kameraobjektiv eine Brennweite von 79 cm und eine Öffnung von 
3,4 cm. Seine drei Prismen liesitzen einen brechenden Winkel 
voll je fU)^. Seine ganze Optik ist aus dem Jenenser ultraviolett 
durchlässigen Glas^) hergestellt; er gestattet dai uni Aufnahmen 
bis zu 3340 Ängström-Einh., bei langer Exposition bis zu 3120. 

Als Platten wurden teils gewöhnliche hochempfindliche 
Trockenphittcn, zum f^roBeren Teil aber sensibilisierte Silber- 
eosinplatten verwendet; als Entwickler diente Hydrochinon in 
starker Verdünnung. Da das ganze Spektrum nicht in seiner 
ganzen Ansdebnong (5880 bis 3340) auf derselben Platte scharf 
erhalten wnrde, so wnrde es in allen Fällen in zwei Partien 
bei entsprechend verschiedener Einstellung des Spektrographen 
aufgenommen, nämlich von 5880 bis 3850 und von 3850 bis 
3340. Die Expositionsdauer betrug für das Lichtbogenspektrum 
in der Regel 1 Stunde, für das Glimmlichtspek^m in der 
R0gel 2 Stunden. 

Die Ansmessiing der Lage der Linien auf dem Negativ 
wnrde in der üblichen Weise mit der Teilmaschine ansgeführt. 
Es war leicht, eine große Anzahl von Linien in allen Teilen 
des Spektrums mit Linien zu identifizieren, deren WellenlSngen 
bereits von Kajser und Bunge oder von Eder und Valenta 
bestimmt worden sind. Die Wellenl&ngen der abrigen dazwischen- 
liegenden Linien wurden dann in der üblichen Weise durch 
graphische Interpolation ermittelt. 

Da die Dispersion des yerwendeten Spektrographen be- 
sonders im sichtbaren Gebiet nicht groß ist, so erreichen die 
Torliegenden Messungen leider nicht die Genauigkeit der Mes- 



1) J. Stark, Ann. d. Phys. U. p. 500. l'HK; Gött. Nachr. 1904, Il.'ft 3. 

2) £. Zschimmer, Zeitächr. f. lustruuicntcnk. 23. p. 360. 1903. 



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494 



/. 6tark. 



sangen von Eayser and Runge und stehen in dieser Hinsicht 
auch ein wenig hinter denjenigen von Eder und Valenta 

zurück. 

Um ein Urteil über die Leistungsfähigkeit des verweudeten 
Spektrographeu zu ermöglichen, seien folgende Zahlen mit- 
geteilt. Bei A=s5864Einh. kamen auf 0,1 mm auf der Trocken- 
platte 6 Einh. (größter Fehler 1,8 Einh.), bei 46G1 auf 0,1 mm 
2,6 Einh. (größter Fehler 0,7 Einh.), bei 3520 auf 0,1 mm 
0,9 Einh. (größter Fehler 0,3 Einh.). 

Der Lichtbogen wurde in konstanter Stiirke mit Hilfe 
einer Akkumulatorenbatterie von L35 Volt erzeugt, seine Strom- 
stärke betrug 2 — 3 Amp. Kr brannte in allen Fällen in einem 
gasfreien, evakuierten Räume; es wurden also sogenannte 
Quecksilberia tri pen verwendet, und zwar in zwei Formen. Erstens 
wurde verwendet die Heri'iuslampe aus Quarzglas von etwa 
7 mm Röhrendurchmesser, zweitens Glaslampen (vom Verfasser 
selbst hergestellt) von etwa 20 mm Eöhrendurchmesser; letztere 
hatten die in der früheren Abhandlung abgebildete Halbkreis- 
form und ein KondensationsgefäB. 

Der Glimmetrom wurde mit Hilfe einer Akkumulatoren- 
batterie von ungefähr 8000 Volt elektromotorischer Kraft , in 
einem Falle mit Hilfe einer zwanzigplattigen Influenzmaschine, 
in konstanter Stftrlce Ton 0,08 bis 0,001 Amp. (in der Regel 
0,05 Amp.) erxengi. Als StromgefäBe [von außen elektrisch 
geheizt) dienten sonftchst die auch fSa den Lichtbogen ver- 
wendeten Glaslampen, teils auch eine 26 cm lange, 2 cm weite 
|iJ. förmige Quarxröhre, die eine Kathode aus Quecksilber« eine 
Anode aos Eisen hatte; bei Anwendung der Infloenimaschine 
diente eine Tertikai aufgestellte 8 cm weite, 80 cm lange Glas- 
rOhre mit einer Kathode aus Quecksilber und einer Anode aus 
Platindraht Da der Glimmstrom besonders bei niedrigem Gas- 
druck seine Kathode Tiel stftrker erhitzt als seine Anode, so 
fand in den Terwendeten Bohren immer eine einseitige beträcht- 
liche Verdampfung der Kathoden statt Die Köhren wurden aus 
diesem Grande so angestellt, daß das Terdampite Quecksilber, 
das sich in anderen Teilen der Köhren kondensierte, beständig 
wieder zur Kathode zurflcktropfen konnte. 

Im Hinblick auf das bemerkenswerte Besnltat, da0 das 
Quecksilber zwei Terschiedene Linienspektra besitzti ist die 



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Zwei Jjiuieiispektra det QitevksUöers. 



495 



Frage nach der Reinheit der photographierten Spektra eine 
sehr wichtige. Auf diesen Punkt wurde von Anfang an mit 
großer Sorgfalt geachtet. Aus den nachstehenden Gründen 
glaubt der Verfasser schließen zu dürfen, daß die photo- 
graphierten Spektra ausschließlich dem Quecksilber und keinem 
anderen chemischen Elemente zuzuweisen sind. 

Erstens wurde zur Füllung der verwendeten Röhren 
chemisch reines, destilliertes Quecksilber verschiedener Her- 
kunft verwendet. Zweitens wurden die Röhren längere Zeit 
an der Pumpe unter beständiger Evakuation so stark erwärmt, 
daß das Quecksilber kochte; dieses wurde außerdem, wo es 
möglich war. mehrmals von einem Röhrenteil nach einem 
anderen destilliert. Die Gasreste waren daher in allen Fällen 
gering. Nun mag man einwenden, daß durch die elektrische 
Strömung auch nach der besten Evakuation immer wieder 
Gase frei gemacht werden, sei es aus den Elektroden, sei es 
Tor allem durch chemische Zersetzung der Gefäßwand. Dies 
ist in der Tat immer der Fall, besonders bei Anwendung des 
Glimmstromes. In diesem scheinen vor allem die Kanalstrahlen 
die Gefäßwand stark zu zersetzen ; die erwftimte vertikale Röhre 
mit Quecksilberkathode und Platinanode war an der Pumpe 
ganz vorzüglich evakuiert und wurde dann bei niedrigem Queck* . 
Silberdampfdruck an die Influenzmaschine gelegt, um eine 
spektrographische Aufnahme der ersten Eatbodenschicht (Kanai- 
strahlen) zu liefern. Die Röhre wurde etwa 90 Min. bei un- 
gefilbr 20 000 Volt Kathodenspannung und einer Eatboden- 
dnnkelnumüftnge yod etwa 2 cm betrieben. Zwar wurde kein 
neues Spektrum eriialten (vgL § 5); indes war durch die Kanal* 
strahlen, welche in der Nfthe der Kathodenoberfifiche die Olas* 
wand trafen, diese deutlich zersetzt und rauh geworden; die 
Quecksüberoberflaohe hatte sich zum Teil mit einer Staubhaut 
ftberzogen, und das anfänglich gute Vakuum war durch Gasent- 
wickelung Terdorben. Aus diesem Grunde wurde dieser Versuch 
nicht wiederholt und die Terdorbene Röhre Ton weiteren Ver- 
snoben ausgeschlossen, obwohl sie, wie gesagt, noch ein reines 
Qecksilberspektrum trotz der Gasentwickelung geliefert hatte. 

In allen öfters verwendeten Röhren blieb indes der Druck 
der Restgase sehr klein (ungefähr 0,001 bis 0,008 mm), wie an 
dem Aussehen der Strömung bei niedriger Quecksilbertemperatur 



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496 



J. i^tark. 



immer wieder festgestellt werden konnte; er war gegenüber dem 
Dampfdruck des Queoksilbers (1 — 10 mm) bei Aaftiahme von 
Quecksilberspektren zu YemacUftssigen. Ja selbst wenn der 

Druck vou restierendem Stickstoff und WasserstofiflOO — lOOOmal 
größer gewesen wäre, hätte das Spektrum dieser Gase neben dem 
Quecksilberspektrum höchstens in sehr geringer Inteiisitüt ei- 
scheinen können; denn wie inshesomiere von K. Wiedemann*) 
und auch von anderer Seite gezeigt wurde, unterdrückt Queck- 
silberdampf in beträchtlicher Menge neben Stickstotf und Wasser- 
stoff deren Spektra. 

Wie zu erwarten war, lieferten denn auch alle vier Ter- 
wendeten Röhren (drei Glaslampeu, eine Quarzlampe), obwohl 
sie nach ihrem Bau und der Herkunft ihres Quecksilbers ver- 
schieden waren, genau dieselben Linien für das Lichtbogen- 
apektnim, und die vier Röhren (drei Glas-, eine Quarzröhre), 
die mit Glimmstrom beschickt wurden, lieferten ebenfalls alle 
dieselben Linien für das Glimmlichtspektrum. Das Lichtbogeii- 
spektrum enthielt alle Linien, die Kayser und Runge für 
den Lichtbogen erhielten; die Linien, die es mehr enthielt, sind 
von geringerer Intensit&t und wnrden wahrscheinlich nur aus 
diesem Grunde von den genannten Forschern nicht beobachtet. 

Daß insbesondere das erhaltene Glimmlichtspektrum, das 
gerade am meisten Interesse in dem vorliegenden Falle be- 
anspruchen darf, rein ist und ausscblieblich dem Quecksilber zu- 
gehörty da^ dürfte vor allem folgender Umstand bürgen. Wie 
bereits gesagt» findet von der Quecksilberkatbode des Glimm- 
stromes weg intensive DampfstrOmung statt Wäre also im 
Glimmlicht unmittelbar an der Quecksilberkatbode ein geringer 
Betrag von einem anderen fiUement vorhanden, so würde er von 
dem aufeteigenden Queoksilberdampf sofort weggespült werden. 

§ 3. TaMle der WeUsnlangm Liehtbogm' und (?imim- 
HehUpektrums von Queeksäber. — Im nachstehenden sind in 
AngstrSm-Einheiten die Wellenlängen mitgeteilt, welche nach den 
obigen Methoden erhalten wurden. Die hier verzeichneten 
Intensitäten der Linien des Lichtbogens beziehen sich auf , die 
ziemlich hohe mittlere Temperatur in der positiven Lichtsäule 

1) E. Wiedemn II II . Wied. Ann. 5. p. 500. 1878; Literatur; 
H. Kayser, Haudbuch der Spektroskopie 1. p. 24.t; 2. p. 249. Leipzig 
1900 uud 1902; G. Berndt, Jahrb. d. Rad. und El. 1. p. 223. 1904. 



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^ei Lhuentpektra des Qjueeksäters, 



497 



der Quarzlampe. Neben die neu bestimmten Liclitbofrenlinien 
siini die von Kavier und Runge angegebenen W ellfM;l;inL,n-n 
eingetragen. Neben den Linien des Glimmlichtspektrums 
(Spektrum der negativen Glimmschicht des Glimmstromes) sind 
die Wellenlängen des linienreicbsten Spektrums von Eder 
lind Valenta eingetragen, soweit sie mit den neu ermittelten 
übereinstimmen. Außer diesen von Eder und Valenta 
herübergenommenen Linien geben diese Autoren noch eine 
große Anzahl anderer Linien an. Zwar zeigten die vom Ver- 
fasser erhaltenen Glimmlichtphotographien im Blau nnd Violett 
noch eine große Anzahl von feinen Linien, die der Verfasser 
wegen ihrer geringen Intensit&t nicht ausmaß, und gerade in 
diesen Teilen des Spektmms geben Eder und Valenta mehr 
Linien als der Verfasser an. Aber doch sind bei Eder und 
Valenta relativ intensive Linien an Stellen des Spektrums ver- 
zeichnet, wo in den Photographien des Verfassers auch nicht 
eioe Andeutung einer Linie wahrzunehmen ist. Andererseits 
findet der Verfasser in einigen Teilen des Spektrums, besonders 
im Ultraviolett mehr Linien als Eder nnd Valenta. Ein weiterer 
Untmchied zwischen den beiderseitigen Angaben ist hinsicht- 
lich der IntensitiltsTerhftltnisse Torhanden. Für diesen Ünter- 
schied ist der mntmaßliche Ornnd weiter unten in § 8 an- 
gegeben. 



Liditbsgwaspaktrmn 


Uchtbogensp. 


1 oiiairolichtipekCr. 


iLinieoreiehtt Sp. 


Kooflt. Lichtbogen 


KoDst. Lichtb« 


Konst. Giimmstroni 


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im Vakironi 


beiAtn.'Drack 


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1) verw. - verwaachen. 2j amg. = umgekehrt. 
Aaoaira du Phjuik. IV. Folg«. 1& .32 



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498 



J, Stark, 



Ltehtbog 


ensp^troml 


' Liditbogensp. 


QtinmUelitBpektr. j 


LinieoreielMtSp. 


KoiK^t. Lichtbogen 


KoDst. Lichtb. 


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Flaschenfunke 


im Vakuam 


bei Atm.-Dnick 


im Vakuom 


d. Kapill. imVak. 


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Zufei JAnknMpektra de» QugeAsU&ert, 



499 



Lkbtbogenspek tr . 


Lichtbogeiisp. 


1 GliinuilichtäiH^ktr. 


Linienreichst. Sp. 




Konst, Lichtb. 


Konst. GHmmttvom 


Flaschenfunke 




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beiAlm.-Dnick 


im Vakuwn 


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Unimreieuitop. 


Konst. Lichtbogei 


1 Konst. Licbtb. 


Konst. Glimuiatrom 


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im Vakuum 


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iin Vakuum 


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